Auteur moral

Institut national de l'environnement industriel et des risques (France)

Auteur secondaire

Résumé

Editeur

INERIS

Descripteur Urbamet

technologie ;paysage

Descripteur écoplanete

combustion ;nanotechnologie ;biogaz ;batterie ;lithium ;substance chimique ;technique alternative ;risque technologique ;santé publique ;pollution de l'air ;sol ;sous sol

Thème

Environnement - Paysage ;Ressources - Nuisances

Texte intégral

RAPPORT SCIENTIFIQUE 2019 Créé en 1990, l?Ineris, Institut national de l?environnement industriel et des risques, est un établissement public à caractère industriel et commercial placé sous la tutelle du ministère de la Transition écologique. 18 Comprendre et maîtriser les risques à l?échelle d?un site industriel et d?un territoire 08 Maîtriser les risques liés à la transition énergétique et à l'économie circulaire 40 Caractériser les dangers des substances et leurs impacts sur l?Homme et la biodiversité 06 Une année de recherche à l?Ineris 04 Un ancrage solide dans la recherche pour assurer la qualité et la crédibilité de l?expertise 64 annexes 4 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 L?excellence de la recherche pour nourrir l?expertise de l?Institut L? Institut mène une recherche essentiellement appliquée, menée en partenariat étroit avec les meilleures équipes académiques et d?organismes de recherche, en France, en Europe et à l?international. Nos travaux, en prise avec le terrain, s?appuient sur des expérimentations et de la modélisation. Ils s?inscrivent dans une continuité avec les activités d?appui aux politiques publiques, d?expertise-conseil et certification au profit des entreprises et rendent ainsi le positionnement de l?Ineris unique dans le paysage scientifique. Les résultats présentés dans ce rapport scientifique sont articulés autour des thèmes structurants de notre activité : maîtriser les risques liés à la transition énergétique et l?économie circulaire, comprendre et maîtriser les risques à l?échelle d?un site industriel et d?un territoire, caractériser les dangers des substances et produits et leurs impacts sur l?homme et la biodiversité, via l?air, l?eau et le sol. Les articles présentés, extraits des publications, montrent que les travaux menés par les équipes de l?Institut sont au coeur des défis actuels et à venir, en matière de maîtrise des risques : sécurisation des stockages d?énergie, maîtrise des risques liés à l?hydrogène, qualité de l?air, sécurité des sites industriels, exposome, compréhension des comportements et des phénomènes d?instabilité des sols et des cavités souterraines? L?Institut s?appuie sur ses instances de gouvernance scientifique pour l?évaluation de ses équipes et ses travaux de recherche. En 2019, l?Ineris a continué d?atteindre ses objectifs de recherche. Nous y avons consacré 20,2 % de notre activité, notamment en participant à 41 projets européens et en publiant 97 articles dans des revues à comité de lecture, référencées dans la base ISI Web of Science. Dans le cadre de la préparation du futur contrat d?objectifs et de performance 2021/2025, l?Ineris a produit en 2019 un rapport d?auto-évaluation, en vue de son évaluation par le Haut Conseil de l?évaluation de la recherche et de l?enseignement supérieur (Hcéres), en 2020. Merci aux équipes de l?Institut pour leur mobilisation et le travail remarquable accompli au quotidien, qui contribue activement au rayonnement de l?Ineris en France et à l?international. ?Conforter le rôle de l?Institut comme expert public national de référence sur la maîtrise des risques industriels et environnementaux, tant au service des pouvoirs publics que des entreprises, en s?appuyant sur une recherche du meilleur niveau. Raymond COINTE, directeur général Mehdi GHOREYCHI, directeur scientifique 5 Les chiffres clés de la recherche en 2019 2 unités mixtes de recherche Peritox avec l?UPJV d?Amiens (toxicologie prénatale) et Sebio avec les universités de Champagne-Ardenne et du Havre-Normandie (écotoxicologie.) Participation (ou membre de) 3 alliances nationales de recherche (AllEnvi, Ancre et Aviesan) Projets nationaux et internationaux 2 projets européens coordonnés par l?Ineris Production scientifique Doctorats et HDR Collaborations 70 projets soumis aux appels à projets de recherche (49 nationaux, 21 européens) 42?% de taux de succès à l?Europe 398 publications et communications avec la participation d?auteurs Ineris 97 publications dans des revues à comité de lecture référencées dans la base ISI Web of Science dont ? 41% avec 1er auteur Ineris ? 24 articles de revues ISI dont le doctorant est premier auteur 249 communications présentées dans 120 manifestations scientifiques et techniques, en France et dans le monde (65 % de congrès internationaux) 6 contributions dans des ouvrages 38 doctorants dont 13 thèses soutenues en 2019 18 titulaires d?une habilitation à diriger des recherches (HDR), dont 2 HDR ont été soutenues en 2019 20,2?% de l?activité de l?Institut est consacrée à la recherche 6 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 Une année de recherche 22 janvier Juin 1er - 6 septembre 6 mars 6 et 7 juin 12 septembre Remise du prix Jean Bricard à Somik Chakravarty, titulaire d?une thèse UTC-Ineris sur la pulvérulence des poudres, lors du congrès français sur les aérosols à Paris. Ses travaux ont porté sur les propriétés mécaniques de poudres non-cohésives et cohésives et l?impact sur la pulvérulence. Lancement du projet de recherche européen RAFF (Risk Assessment of Final pits during Flooding) en Pologne, dont l?objectif est de traiter des risques géotechniques liés à l?inondation des mines de charbon à ciel ouvert en Europe. L?Ineris contribue à la méthodologie d?analyse de risques. Participation de l?Institut au 17e congrès européen de mécaniques des sols et de la géotechnique (ECSMGE-2019), organisé à Reykjavik (Islande). L?Ineris a présenté ses travaux de recherche relatifs à la mitigation de l?aléa « fontis » par l?utilisation d?un géosynthétique intelligent (équipé de capteurs). Ces travaux ont été menés dans le cadre du projet Ademe REGIC et ont été réalisés, notamment, à partir d?expérimentations physiques menées sur le simulateur de mouvement de terrain de l?Institut. Organisation du colloque « Prioritisation of Emerging Contaminants in Urban Wastewater » dans le cadre du projet Aquality European Training Network et en collaboration avec le réseau Norman. Il se tenait à l?Ecole polytechnique (Palaiseau), comptant plus de 70 participants. Lancement du projet européen Circular Flooring à Bruxelles. Le projet a pour objectif d?étudier une innovation technologique permettant de transformer les phtalates contenus dans le PVC usagé, employé dans les dalles de sol, en produits non dangereux. L?Ineris est en charge du développement et de l?application des outils de modélisation et d?aide à la décision. Succès d?un projet Ineris, lauréat d?un appel à manifestation d?intérêt lancé par l?administration pour expérimenter des solutions d'intelligence artificielle. D?une durée d?un an, il a pour objectif d?automatiser le traitement des données produites par des spectromètres de masse pour identifier les molécules contaminant l?environnement et profiler les sources de pollution. Le prix Jean Bricard pour Somik Chakravarty Stabilité des réservoirs miniers ennoyés : lancement du projet RAFF Congrès européen de mécaniques des sols et de la géotechnique, Reykjavik Colloque international sur la priorisation des contaminants émergents dans les eaux résiduaires urbaines Réduire les propriétés dangereuses des phtalates des sols en PVC - Lancement du projet H2020 Circular Flooring Innovations dans la surveillance de l?environnement et le profilage de contaminants 7 Une année de recherche à l?Ineris : faits marquants 16 mai 18 juin 2 & 3 octobre 5 et 6 juin 27 juin 2 décembre Lancement du projet de recherche européen SUMAD (Sustainable Use of Mining wAste Dumps) à Nottingham (Royaume-Uni), dont le but est de déterminer et évaluer des méthodes de revalorisation des terrils en vue de contribuer à la transition énergétique des régions minières. L?Ineris, partenaire, contribue en particulier à l?étude de la stabilité des terrils à l?aide de la modélisation physique et numérique. Participation à la 4e journée de restitution du programme de recherche Cortea (connaissance, réduction à la source et traitement des émissions dans l?air), organisée par l?Ademe, à Paris. L?Ineris y présente les résultats du projet de recherche Carablack (Caractérisation au rejet d?installations, des émissions atmosphériques de black carbon : facteurs d?émission de quelques sources de combustion). Participation au congrès annuel BioEM à Montpellier, co-organisé par la société de biolélectromagnétisme (BEMS) et l?association européenne de bioélectromagnétisme (EBEA). L?expert de l?Ineris René De Seze a été élu à la présidence de BEMS pour la période 2019-2020 et la doctorante Jasmina Wallace a remporté le second prix Poster. Participation au congrès international sur la chimie verte (International Symposium on Green Chemistry - ISGC) organisé à La Rochelle. L?Ineris a présenté les travaux relatifs au design in silico de nouveaux surfactants dérivés de sucre, dans une perspective de substitution de tensioactifs commerciaux issus du pétrole à partir de modèles prédictifs par modélisation moléculaire. Ces travaux sont menés en collaboration avec l?UTC de Compiègne et l?UPJV d?Amiens dans le cadre du projet Amphifoam, via un financement de la SAS PIVERT. La plateforme public-privé PEPPER est destinée à organiser la pré-validation de méthodes de caractérisation des perturbateurs endocriniens. Elle regroupe des associations professionnelles, des entreprises individuelles, la Fondation Maison de la chimie et des ministères impliqués dans la Stratégie nationale sur les perturbateurs endocriniens au premier rang desquels le ministère de la Transition écologique. Issue d?un projet piloté par l?Ineris et notifié en juin 2019 par le Programme d?investissement d?avenir, la plateforme est dorénavant portée par une association de loi 1901 dont l?assemblée générale constitutive s?est tenue le 2 décembre 2019. Accueil d?une réunion d?avancement du projet de recherche européen SecREEts (Secure European Critical Rare Earth Elements). Ce projet s?inscrit dans le contexte de la récupération de terres rares (éléments métalliques de la famille des lanthanides) à partir de flux de résidus de production d?engrais. L?Ineris, partenaire, contribue à la caractérisation des substances critiques et la conception sûre des futures unités de productions sur les pilotes industriels. Valorisation durable des terrils miniers : lancement du projet européen SUMAD Emissions de polluants dans l?air : journée de restitution du programme Cortea Champs et ondes électromagnétiques : l?expertise de l?Ineris reconnue à l?international Congrès international sur la chimie verte Naissance de la plateforme PEPPER Terres rares ? Réunion du projet H2020 SecREEts 8 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 9 10 Filière hydrogène-énergie : développement et mise au point de modèles phénoménologiques et de maîtrise des risques d?explosion 12 Changement climatique et qualité de l?air?: focus sur les particules fines 14 Tendances de la qualité de l?air en Europe entre 1990 et 2015?: quels impacts sanitaires?? 16 Évaluation de l?intégrité de puits en vue de la fermeture définitive en sécurité de cavités salines - Exemple de l?exploitation de sel de Matacães au Portugal Maîtriser les risques liés à la transition énergétique et à l'économie circulaire 10 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 MAÎTRISER LES RISQUES LIÉS À LA TRANSITION ÉNERGÉTIQUE ET À L'ÉCONOMIE CIRCULAIRE Filière hydrogène-énergie : développement et mise au point de modèles phénoménologiques et de maîtrise des risques d?explosion D epuis quelques décennies, l?hydrogène n?est plus seu- lement considéré comme un produit industriel nécessaire en métallurgie, chimie, électronique? mais suscite l?intérêt du secteur de l?énergie et des transports en tant que « vecteur d?énergie » au même titre, ou presque, que l?électricité. Le déploiement de filières industrielles de l?hydrogène-énergie est un réel enjeu pour les acteurs économiques et les pouvoirs publics. Il est vrai que l?hydrogène-énergie pourrait être une solution pour la réduction de l?em- preinte carbone des transports et le stockage de l?énergie par exemple mais le risque d?explosion associé à ce produit ne peut pas être mésestimé. Ainsi pour qu?une technologie rele- vant de la filière hydrogène- énergie soit acceptée, il faut absolument pouvoir démontrer que ce risque est maîtrisé. L?objectif des travaux pré- sentés dans cet article est de mettre au point une boîte à outils permet- tant de concevoir et dimensionner la sécurité des applications hydrogène comme on peut le faire pour un circuit hydraulique au moyen d?utilitaires de mécanique des fluides. STRUCTURE DE L?OUTIL L?étude des filières hydrogène- énergie [1] montre que beaucoup d?ap- plications seront abritées dans des conteneurs. Un examen rapide révèle que même des fuites modérées (sur raccords) sont susceptibles de pro- duire des situations dangereuses et le retour d?expérience montre que les explosions de gaz (pas forcément d?hydrogène) dans des conteneurs peut produire des effets significa- tifs. Il faut impérativement pouvoir dimensionner des barrières de sécu- rité et pour cela il faut savoir calculer précisément les scénarios d?accident. Une technique des « noeuds papil- lons » a été retenue [2] associée à une « matrice de criticité » spécifique inté- grant les effets domino sur les instal- lations externes, l?un des enjeux étant que l?application hydrogène n?aggrave pas le risque global du lieu (entreprise par exemple) où elle est installée (figure 1). L?analyse des connais- sances nécessaires pour atteindre l?objectif a montré [3] que les écueils principaux sont la faible représenta- tivité des bases de données relatives aux taux de défaillance des compo- sants et la précision des modèles de prédiction des caractéristiques des atmosphères explosives (ATEX) et des explosions. VERS LA MISE AU POINT D?UNE BASE DE DONNÉES « DÉFAILLANCES » REPRÉSENTATIVE Plusieurs auteurs ont montré que les bases de données (actuelles) de taux de défaillances des composants ne sont pas et ne peuvent pas être repré- sentatives des technologies considé- rées. Même si on commence à disposer de données plus pertinentes, la défail- lance est le résultat d?un composant et d?un usage. À partir d?une mise en équation des lois de comportement Auteur : Christophe PROUST Figure 1 Structure de l?outil et critères de sévérité des accidents. 11 Figure 2 Exemple de prédiction du desserrage d?une bride plate sous l?effet de cycles de compression-dépressurisation. mécanique des composants et d?une description précise des usages (pro- cédure de montage par exemple), nous avons mis au point une sorte de « générateur » de taux de défail- lance (figure 2). Malgré le caractère exploratoire de cette méthode, elle est assez opérationnelle et la confronta- tion au retour d?expérience est tout à fait encourageante. Il semble ainsi possible de prédire des taux de défail- lance même si des données expéri- mentales ne sont pas disponibles. FORMATION DES ATEX ET EXPLOSIONS De nombreux modèles ont été propo- sés pour décrire les caractéristiques des atmosphères explosives (ATEX) et des explosions consécutives à une fuite d?hydrogène sous pression. L?analyse révèle que ces modèles sont souvent contradictoires car basés sur des données expérimentales fragmentaires. Sur la base d?essais réalisés dans un conteneur de 4 m3, des modifications ont été apportées à certains de ces modèles. Les plus significatives concernent l?effet de la distance entre le point de fuite et les parois et l?introduction explicite des instabilités de combustion dans le processus de propagation de flamme via le modèle de Taylor généralisé mis au point par l?Ineris voici une dizaine d?années. Les résultats obtenus sont en accord avec pratiquement toutes les données disponibles (figure 3). Un dimensionnement de la sécu- rité a finalement été constitué pour des applications hydrogène- énergie. Bien évidemment des incertitudes demeurent en particulier sur les effets d?échelle et les explosions externes (explosions secondaires) que les développements industriels en cours devraient permettre d?étudier. ABSTRACT Since some decades hydrogen is considered as a potential energy carrier offering good opportunities to mitigate carbon emissions in transportation and solve some storage issues of energy. But safety should be ensured and demonstrated. In this paper, an attempt is presented in order to develop a tool box enabling the dimensioning of safety measures for hydrogen energy applications. The bow tie technique is used with a specific risk matrix (figure 1). The failure rate of the components can be estimated even if experimental data are lacking using mechanical models (figure 2). Detailed experiments were performed to modify phenomenological models to predict the characteristics and the flammable clouds and of the explosions. A good agreement with the available data is claimed (figure 3). Références [1] Duclos, A., Proust C., Daubech J., Verbecke F., Engineering safety in hydrogen-energy applications, Proceedings of the International conference on hydrogen safety (ICHS 2015). 2015 [2] Duclos A., Développement de modèles phénoménologiques et de maitrise des risques d?explosion pour la filière émergente hydrogène-énergie, thèse de doctorat de l?Université de Technologie de Compiègne, soutenue le 29 octobre 2019. [3] Proust C., Fire and explosion safety in hydrogen containing processes: state of the art and outstanding questions, Proceedings of the Ninth International Seminar on Fire and Explosion Hazards (ISFEH9), 2019. Figure 3 Comparaison des modèles modifiés de formation d?ATEX et d?explosion dans un conteneur (en bleu?: mesures, en rouge?: prédictions du modèle). 12 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 MAÎTRISER LES RISQUES LIÉS À LA TRANSITION ÉNERGÉTIQUE ET À L'ÉCONOMIE CIRCULAIRE Changement climatique et qualité de l?air?: focus sur les particules fines L es liens entre changement cli- matique et qualité de l?air sont multiples, et influencent aussi bien les stratégies d?atténuation (poli- tiques de gestion) que d?adaptation (impacts futurs du changement clima- tique). Notamment, ils interrogent sur l?impact du climat futur qui pourrait être tel que les stratégies actuelles d?amélioration de la qualité de l?air deviennent insuffisantes. Sur le plan de l?atténuation, les sources anthropiques de gaz à effet de serre et de polluants atmosphé- riques sont souvent les mêmes. Les mesures de gestion visant à amélio- rer la qualité de l?air ou à atténuer le changement climatique auront donc en général des effets partagés, qui peuvent constituer des cobéné- fices ou des effets contradictoires. Il y a des cobénéfices très importants à rechercher, notamment en ce qui concerne les mesures d?efficacité énergétique. Mais il y a aussi des anta- gonismes : le diesel ou le recours au chauffage domestique au bois en sont deux exemples bien connus. Certains polluants contribuent aussi à l?effet de serre (carbone suie, ozone). Cibler ces substances permet d?optimi- ser les cobénéfices. D?autant qu?ils ont souvent une durée de vie dans l?atmos- phère inférieure à celle du CO2, et pour- raient donc avoir un effet à plus court terme. On parle d?ailleurs de polluants climatiques à courte durée de vie. Le changement climatique conduit par ailleurs à la modification des phéno- mènes météorologiques régissant l?évolution des polluants dans l?at- mosphère. L?été, l?augmentation de la fréquence et/ou de la sévérité des vagues de chaleur renforce la pollu- tion à l?ozone. On parle de pénalité climatique, son importance est à pré- sent bien documentée. Elle est d?au- tant plus préoccupante qu?elle est du même ordre que l?évolution récente de la pollution à l?ozone malgré des efforts substantiels sur les réductions d?émissions [1]. Pour les particules, la situation est plus complexe notamment car le changement climatique peut avoir une influence différente pour les différents types d?aérosols (organique, inorga- niques, d?origine biotique ou anthro- pique, poussières minérales, etc.). Les travaux de thèse d?Arineh Cholakian visaient à mieux cerner cet effet. MÉTHODOLOGIE L?analyse repose sur la chaîne de modélisation qualité de l?air & cli- mat développée à l?Ineris dans le cadre du projet SALUT?AIR [2]. Cette chaîne est constituée de quatre modèles : le modèle de système terre de l?IPSL qui contribue aux analyses du GIEC, un modèle de chimie troposphérique globale (INCA), un modèle de climat régional (WRF) et le modèle de qua- lité de l?air CHIMERE codéveloppé par l?Institut et le CNRS [3]. Plusieurs cen- taines d?années ont été modélisées avec ces outils afin de couvrir l?évolu- tion du climat au cours du XXIe siècle, mais aussi pour explorer diverses études de sensibilité. RÉSULTATS En regardant tout d?abord le seul effet du changement climatique (figure 1), c?est-à-dire l?impact du réchauffe- ment mais aussi les modifications qui en découlent pour les autres para- mètres météorologiques d?importance pour la qualité de l?air, on constate un effet notable pour les aérosols orga- niques secondaires formés à partir d?émissions biotiques (BSOA). Non seulement ces émissions augmen- tent sous l?effet du réchauffement (et conduisent aussi à la formation d?ozone), mais le mécanisme de for- mation des BSOA est aussi favorisé. La Auteur : Augustin COLETTE Figure 1 Concentration (haut) et évolution relative à l?historique (bas) des aérosols contribuant au total de particules fines pour les différents scénarios climatiques (RCP2.6, RCP4.5 et RCP8.5 par ordre croissant d?émissions de gaz à effet de serre). Droite?: influence relative (%) du climat (Climate), de la pollution hémisphérique (Boundary), des émissions européennes (Emissions) et de l?ensemble des facteurs (All) sur les différents aérosols. 13 ABSTRACT Multiple future scenarios simulations with the CHIMERE chemistry transport model (CTM) are compared to historic simulations in order to study the drivers governing air pollution, with a focus, here, on regional climate, anthropogenic emissions and long-range transport. A detailed analysis of total PM10 (particulate matter with a diameter smaller than 10 ?m) concentrations is carried out, including changes to its composition. The individual effects of meteorological conditions on PM10 components are explored. The role of anthropogenic emissions is also taken into account as well as hemispheric transport of air pollution. The results show that regional climate change causes a decrease in the PM10 concentrations in the scenarios we investigated, as a result of a decrease in nitrate, sulfate, ammonium and dust atmospheric concentrations. On the contrary, BSOA (biogenic secondary organic aerosol) displays an important increase in all scenarios. A cumulative look at all drivers shows that anthropogenic emission changes dominate changes caused by climate and long-range transport, with the exception of dust particles for which long range transport changes are more influential. For certain species (such as sulfate and BSOA), the changes caused by anthropogenic emissions are substantially reduced by the hemispheric transport and regional climate change. formation du sulfate (SO4 2-) est, elle, favorisée par l?humidité plus impor- tante, mais à l?inverse d?autres aéro- sols inorganiques tels que le nitrate (NO3) ou l?ammonium (NH4+) seront moins abondants dans un climat plus chaud, à cause de leur volatilisation. Une légère baisse est identifiée pour les poussières désertiques, mais il n?a pas été possible de l?associer à un para- mètre météorologique unique, d?au- tant que notre étude ne prenait pas en compte la question de l?évolution des sols qui jouera un rôle essentiel à l?ave- nir et mériterait un focus particulier. Trois facteurs principaux risquant d?influer l?évolution à long terme de la qualité de l?air ont été isolés par une approche de sensibilité : le changement climatique, la pollution hémisphérique et les émissions euro- péennes (figure 2). Le facteur domi- nant est clairement lié aux émissions de polluants en Europe. La contribu- tion la plus importante de la pollution hémisphérique concerne les poussières désertiques. L?importance de l?effet du change- ment climatique pour les aérosols organiques a motivé le travail conduit dans une autre partie de la thèse où une version plus complexe du modèle d?aérosols de CHIMERE a été dévelop- pée [4] et testée dans un contexte de changement climatique [5]. Références [1] Colette, A., Andersson, C., Baklanov, A., Bessagnet, B., Brandt, J., Christensen, J.H., Doherty, R., Engardt, M., Geels, C., Giannakopoulos, C., Hedegaard, G.H., Katragkou, E., Langner, J., Lei, H., Manders, A., Melas, D., Meleux, F., Rouïl, L., Sofiev, M., Soares, J., Stevenson, D.S., Tombrou-Tzella, M., Varotsos, K.V. and Young, P., Is the ozone climate penalty robust in Europe?, Environmental Research Letters 10(2015), p. 084015. [2] Colette, A., Bessagnet, B., Vautard, R., Szopa, S., Rao, S., Schucht, S., Klimont, Z., Menut, L., Clain, G., Meleux, F., Curci, G. and Rouïl, L., European atmosphere in 2050, a regional air quality and climate perspective under CMIP5 scenarios, Atmos. Chem. Phys. 13(2013), pp. 7451-7471. [3] Mailler, S., Menut, L., Khvorostyanov, D., Valari, M., Couvidat, F., Siour, G., Turquety, S., Briant, R., Tuccella, P., Bessagnet, B., Colette, A., Létinois, L., Markakis, K. and Meleux, F., CHIMERE-2017 : from urban to hemispheric chemistry-transport modeling, Geosci. Model Dev. 10(2017), pp. 2397-2423. [4] Cholakian, A., Beekmann, M., Colette, A., Coll, I., Siour, G., Sciare, J., Marchand, N., Couvidat, F., Pey, J., Gros, V., Sauvage, S., Michoud, V., Sellegri, K., Colomb, A., Sartelet, K., Langley DeWitt, H., Elser, M., Prévot, A.S.H., Szidat, S. and Dulac, F., Simulation of fine organic aerosols in the western Mediterranean area during the ChArMEx 2013 summer campaign, Atmos. Chem. Phys. 18(2018), pp. 7287-7312. [5] Cholakian, A., Beekmann, M., Coll, I., Ciarelli, G. and Colette, A., Biogenic secondary organic aerosol sensitivity to organic aerosol simulation schemes in climate projections, Atmos. Chem. Phys. 19(2019), pp. 13209-13226. Figure 2 Influence relative (%) du climat (Climate), de la pollution hémisphérique (Boundary), des émissions européennes (Emissions) et de l?ensemble des facteurs (All) sur les différents aérosols. 14 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 MAÎTRISER LES RISQUES LIÉS À LA TRANSITION ÉNERGÉTIQUE ET À L'ÉCONOMIE CIRCULAIRE Tendances de la qualité de l?air en Europe entre 1990 et 2015?: quels impacts sanitaires?? L a qualité de l?air a beaucoup évolué depuis les années 1990, notamment sous l?effet de mesures de gestion visant à réduire les émissions de polluants en Europe. Ces politiques ont aussi été accompa- gnées du développement d?outils de surveillance permettant d?évaluer l?ef- ficacité des mesures mises en oeuvre. Ces outils incluent bien sûr les réseaux de stations réglementaires mais aussi les modèles numériques. Après plu- sieurs décennies consacrées à la mise en oeuvre de mesures de gestion, et au développement d?outils de suivi, il est légitime de mettre aujourd?hui l?en- semble en perspective pour comprendre quelle a été l?efficacité des politiques d?amélioration de la qualité de l?air. Le travail présenté ici a été initié dans des travaux de l?Ineris dans le cadre de la Convention des Nations unies sur la pollution transfrontière1. C?est plus particulièrement la Task Force sur la mesure et la modélisation (TFMM) qui a lancé en 2015 un vaste programme d?étude des tendances de qualité de l?air en Europe. Une partie de ces tra- vaux consistaient à évaluer les change- ments à long terme de la composition atmosphérique observés aux stations de mesure [1?; 2]. Dans un deuxième temps, la TFMM a initié un exer- cice d?intercomparaison de modèles (Eurodelta-Trends) visant à reproduire par la modélisation l?évolution de la qualité de l?air en Europe entre 1990 et 2010 [3]. Ces résultats de modéli- sation ont été validés par comparaison aux études de tendance constatées par la mesure [4?; 5], ce qui encourage leur exploitation pour des études d?impact. Une première étude était consacrée à l?exploitation des résultats de modé- lisation pour comprendre l?effet rela- tif sur la qualité de l?air des réductions d?émissions, de la variabilité météoro- logique, et de la pollution hémisphé- rique [6]. Les résultats de l?exercice Eurodelta-Trends ont aussi permis de discuter l?évolution à long terme de l?ef- fet de l?ozone sur les rendements agri- coles [7?; 8]. Le dernier volet, qui fait l?objet du pré- sent article, concerne l?évolution de la mortalité attribuable à l?exposition aux particules fines. L?étude consiste à regrouper diverses évaluations de l?exposition aux PM2,5 en Europe entre 1990 et 2015 et à les traduire en impacts sanitaires à l?aide d?une approche unique appliquée pour les différentes sources d?exposition. MÉTHODOLOGIE Des cartographies de concentration de surface de PM2,5 ont été collectées à partir des sources suivantes : ? Agence européenne de l?environnement/Topic Centre on Air Pollution Transport Noise and Industry [9] ; ? Copernicus Atmosphere Monitoring Service [10] ; ? Eurodelta-Trends ; ? Global Burden of Disease [11]. Ces différentes sources d?information sur les concentrations de PM2,5 ont été Auteurs : Augustin COLETTE, Simone SCHUCHT, Florian COUVIDAT, Frédérik MELEUX, Bertrand BESSAGNET Figure 1 Concentration de PM2,5 à la surface en 2005 (gauche) et 2015 (droite) d?après les cartographies de l?Agence européenne de l?environnement [17] traduites en termes d?exposition avec une pondération par la population, puis agrégation par pays. La répartition spatiale de la population a été sup- posée constante (année 2011) mais pour chaque pays la population totale et la répartition par classe d?âge sont variables sur la période. L?outil d?évaluation d?impact sanitaire Alpha-Risk-Poll [12?; 13] a ensuite été utilisé pour évaluer la mortalité due à l?exposition à long terme aux PM2,5 parmi la population âgée d?au moins 30 ans, exprimée en décès prématurés par an. La relation concentration-risque utilisée est celle de l?Agence européenne de l?environnement [14?; 15], soit 1,062 par augmentation d?exposition de 10 µg/m3 de PM2,5, et il faut noter que celle-ci est supposée constante sur toute la période. RÉSULTATS Une nette tendance à la baisse a été identifiée avec une baisse de la mor- talité attribuable aux particules fines de l?ordre de 60 % en Europe sur la période 1990-2015. En 1990, en pre- nant la médiane de l?ensemble des sources d?exposition disponibles, la mortalité prématurée était de l?ordre de 960 000 décès par an. En 2015, elle est de 445 000 décès par an, ce qui reste très élevé malgré l?amélioration notable. Par ailleurs, on peut souligner que la plus grande part de l?amélio- ration a été constatée entre 1990 et 2005 et que depuis cette date, les tendances sont beaucoup moins prononcées. La tendance en France est assez cohé- rente par rapport à l?évolution euro- péenne, avec une mortalité évaluée à 89 000 décès anticipés en 1990, 48 000 en 2010 et 36 000 en 2015. À noter la cohérence des chiffres de morta- lité calculée avec notre méthodologie pour 2010 et les estimations de Santé publique France qui correspondent aux années 2007-2008 [16]. Les incertitudes demeurent éle- vées, notamment pour la période avant 2000 où les estimations d?ex- position peuvent varier d?un facteur deux. Et ces incertitudes ont aussi un effet sur l?évaluation des tendances. Entre 1990 et 2010, avec les cartogra- phies Eurodelta-Trends on trouve une réduction de la mortalité de 52 % alors que la baisse n?est que de 30 % avec les chiffres du Global Burden of Disease. 1 - L?Ineris est mandaté par le ministère de la Transition écologique pour représenter la France dans certaines instances de la Convention sur la pollution atmosphérique transfrontière et Laurence Rouil a été ré-élue à la présidence du programme scientifique de cette convention. 15 ABSTRACT Several estimates of PM2.5 concentrations over Europe during the 1990?2015 period were used to assess health impacts from chronic exposure to fine particle matter. The analysis is based on datasets provided by the European Topic Centre on Air Pollution and Climate Change Mitigation (ETC/ACM), the Copernicus Atmospheric Monitoring Service (CAMS), the Global Burden of Disease (GBD), the World Health Organization (WHO) as well as the EURODELTA-Trends (EDT) multi-model reanalysis. The exposure to ambient PM2,5 concentrations was calculated as population weighted annual average PM2,5 concentrations by country. The calculated exposure to PM2,5 was later used as input in the health impact assessment (HIA) Alpha-RiskPoll (ARP) tool to retrieve the total number of premature deaths. Our results indicate a substantial reduction in the number of premature deaths from PM2.5 exposure in Europe. Putting all the datasets together, a decrease of about 60 % is observed between 1990 and 2015. Over Europe, the estimated number of premature deaths from PM2.5 in 1990 was found to be around 960?000, whereas in 2015 it was found to be around 445?000. Even though our results indicate a reduction in the number of premature deaths from chronic exposure to PM2.5, the numbers remain considerable in 2015. Figure 2 Décès prématurés attribués à l?exposition à long terme à la pollution aux particules PM2,5 entre 1990 et 2015 pour diverses sources d?évaluation de l?exposition (Agence européenne de l?environnement?: ETC/ACM, Copernicus Atmospheric Monitoring Service?: CAMS, Global Burden of Disease / World Health Organization?: GBD, EURODELTA- Trends) mais une seule méthodologie d?évaluation des impacts sanitaires. Références [1] Colette, A. ; Beauchamp, M. ; Malherbe, L. and Solberg, S. ; Air Quality Trends in AIRBASE in the context of the LRTAP Convention ETC/ACM Technical Paper 2015/4(2015). 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Afin d?assister l?exploitant dans la mise en sécurité de ces cavités avant leur fermeture, l?Ineris a conduit un vaste programme d'études compre- nant le recueil et l?analyse de données géologiques, l?étude hydrogéologique du site, la modélisation géomécanique des cavités [1], la surveillance micro- sismique ainsi que des essais in situ (essais de fluage, essais d?abandon). Parmi ceux-ci, un programme d?es- sais d?étanchéité a été défini afin de vérifier l?intégrité des puits avant leur bouchage définitif. En effet, l?intégrité des puits d?ac- cès aux ouvrages souterrains est un maillon essentiel de la sécurité des exploitations souterraines. S?assurer de leur intégrité à toutes les phases de la vie de l?exploitation, y compris lors de la fermeture définitive du site, permet de réduire le risque que ces ouvrages deviennent à long terme des chemins de fuites ou mettent en com- munication des aquifères de qualité différente. MÉTHODE ET DÉPLOIEMENT SUR SITE La méthode utilisée est celle dite MIT ou Mechanical Integrity Test [2?; 3?; 4]. Son principe est illustré dans la figure 1. Une colonne en acier (tubing) est descendue dans le puits, séparant ainsi deux espaces, un espace central rempli de saumure et un espace annulaire rempli d?un fluide plus léger (en l?occurrence du fioul). Des capteurs de pression de haute précision sont installés en tête de chacune des colonnes. La cavité est ensuite mise en pression par injection de saumure via la colonne centrale, jusqu?à amener le système puits-ca- vité à la pression d?essai préalable- ment définie. Lorsque le système a atteint un nouvel état d?équilibre, le puits est observé en suivant sa pres- sion pendant une durée de plusieurs jours à plusieurs semaines. Du fait de la différence de densité entre le fioul et la saumure qui sont non mis- cibles, une éventuelle fuite du puits conduit à une évolution différente de la pression en tête de chacune des colonnes (centrale et annulaire). Le suivi du différentiel de pression entre le tubing et l?annulaire est donc un moyen de caractériser d?éventuelles fuites le long du puits. Le programme d'essais a débuté en novembre 2016 et doit se pour- suivre jusqu?en 2021. À la fin de l?année 2019, dix puits ont été tes- tés (figure 2). Les données de mesure (pression, température, débits) sont transmises en temps réel vers la plate- forme web e-cenaris (cenaris.ineris.fr), permettant au personnel de l?Ineris et de Solvay de suivre et piloter les essais à distance. RÉSULTATS Les dix essais ont pu être menés et interprétés. La figure 3 présente, pour l?un d?entre eux, les variations de la pression différentielle observée entre le tubing et l?annulaire (en vert), qui est directement reliée à la varia- tion de la profondeur de l?interface huile-saumure (en rouge). Après une période transitoire de mise à l?équi- libre, l?interface huile-saumure s?éta- blit à une profondeur constante (ici 540 m), démontrant l?absence de fuite du puits. Les oscillations observées sur les courbes sont la traduction des variations journalières de tempéra- ture extérieure. Ces variations sont du second ordre et peuvent si néces- saire être corrigées [5]. Sur l?ensemble des essais réalisés, les débits de fuite maximum observés sont de l?ordre de quelques litres par jour, soit très en dessous de la valeur maximum définie comme admissible pour ce site (de l?ordre de la cinquan- taine de litres par jour). Ces résultats montrent que l?intégrité de puits d?ex- ploitation de sel, en dépit d?un envi- ronnement fortement corrosif et sans avoir fait l?objet de mesures de mainte- nance particulières, peut être préservée même 60 ans après leur construction. Ces résultats restent toutefois à confir- mer sur les derniers essais. Au-delà des résultats sur l?intégrité des puits, la courbe d?épalement obte- nue lors de la descente de l?interface Auteurs : Franz LAHAIE, Xavier DAUPLEY, Paulo QUENTAL Figure 1 Principe de l?essai in situ. La cavité et la colonne centrale du puits sont remplies de saumure (jaune clair), l?annulaire est rempli de fioul. L?égalité des pressions côté tubing (point A) et côté annulaire (point B) à l?interface huile-saumure permet de déduire l?évolution des pressions en tête de puits. 17 fuel-saumure (figure 4) permet d?ob- tenir des informations précieuses sur la géométrie des puits, tant sur leur partie revêtue que découverte, com- plémentaires des données obtenues par diagraphie (diamétreurs, sonar). Ainsi, à Matacães, cette méthode a permis de caractériser sur certains puits des dissolutions parasites, des positions différentes du toit des cavi- tés ou encore de caractériser préci- sément les diamètres internes des cuvelages ou des sections décou- vertes. Enfin, les opérations de mise en pression et de dépressurisation de la cavité effectuées sont l?occasion d?es- timer la compressibilité de la cavité sur une large gamme de pressions, notamment pour des pressions repré- sentatives de l?état de la cavité à long terme (après fermeture). La méthode MIT s?avère donc intéres- sante pour le diagnostic de l?intégrité de puits de cavités salines, que ce soit avant la mise en service de la cavité, pendant son exploitation ou avant sa fermeture définitive. ABSTRACT The Matacães site in Portugal is a salt solution mine operated by Solvay since 1954 and now in a phase of abandonment. With the aim of assisting the operator in securing the caverns before final closure, Ineris conducted a comprehensive program of investigations including collection of geological data, hydrogeological studies, geomechanical modelling of caverns, microseismic monitoring and in situ tests. Among these, a well test program was defined with the objective of assessing the tightness of cavern wells before their plugging and abandonment. The method used is the fuel-oil interface Mechanical Integrity Test (MIT). The test program started in November 2016 and should end up in 2021. By the end of 2019, 10 wells have been tested. So far, all tests have concluded to the integrity of the wells. Beside characterizing the well tightness, the MIT method provides a wealth of additional information on the well geometry, the cavern compressibility and the long-term equilibrium pressure of the cavern. Thus it appears as an interesting method for the diagnosis of wells integrity in the context of salt caverns, either before cavern commissioning or before cavern closure during site decommissioning. Références [1] Thoraval, A., Daupley, X. Lahaie; F., Richard T., Quental, P. (2018) Long-term behavior of salt caverns in the Matacães solution mining concession in Portugal - In situ measurements and nu-merical modeling, SMRI Fall 2018 meeting, Belfast, Northern Ireland, UK, 24-25 sept 2018. [2] Diamond H.W. (1989) The water-brine interface method, an alternative mechanical integrity test for salt solution mining wells, SMRI Fall meeting, San Antonio. [3] Crotogino, F.R. 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En bleu la pression en tête d?annulaire, en orange la pression en tête de tubing, en rouge la profondeur calculée de l?interface. Brine pipeline outflow Fuel flow meter Brine flow meter Tubing head pressure sensonINERIS datalogger & remote control system Fuel tank Brine buffer tank Fuel pressure pump Brine pressure pump Annular head pressure sensor High pressure wellhead 18 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 201918 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 19 19 20 Caractérisation de l?exposition environnementale spatialisée à un pyréthrinoïde en Picardie 22 Gestion de sols pollués en milieu urbain par la mise en oeuvre de la phytoextraction du zinc et du cadmium, couplée à la production de biomasse enrichie en zinc pour la chimie verte et le verdissement 24 Réduction des rejets de micropolluants?: un essai de comparaison économique entre le traitement et la substitution à la source 26 Cyberattaques?: peut-on craindre des conséquences sur l?intégrité physique des personnes?? 28 Sécurité industrielle et recherches en SHS?: une vision internationale des enjeux contemporains 30 Activités économiques autour des sites Seveso seuil haut : comment se protéger du risque technologique ? 32 Accroître les interfaces entre science et société pour assurer la sécurité globale des sols 34 Compréhension et maîtrise de l?instabilité des carrières de craie en zone inondable 36 Impact géomécanique de la dissolution?: approche innovante par modélisation couplée multiphysique 38 Compréhension du comportement complexe des massifs rocheux profonds en réponse à l?exploitation industrielle Comprendre et maîtriser les risques à l?échelle d?un site industriel et d?un territoire 20 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 COMPRENDRE ET MAÎTRISER LES RISQUES À L?ÉCHELLE D?UN SITE INDUSTRIEL ET D?UN TERRITOIRE Caractérisation de l?exposition environnementale spatialisée à un pyréthrinoïde en Picardie L es expositions aux pesticides se caractérisent par la multiplicité des voies d?exposition (alimen- tation, eau, sol, air) liée à leur pré- sence dans l?ensemble des milieux environnementaux. Pour une carac- térisation fine des expositions envi- ronnementales, un premier verrou réside dans la capacité à rassembler au sein d?un même système d?ana- lyse un ensemble de données combi- nant le mode de vie des populations et la contamination locale des milieux environnementaux sur des résolutions spatiales appropriées et des territoires étendus. Dans le cadre de cette étude pilote [1], l?objectif du projet CartoExpo était de tester la faisabilité d?une méthodologie intégrée pour la car- tographie d?indicateurs d?exposi- tion sur des résolutions spatiales et temporelles fines. Pour illustrer la démarche, la contamination de la population générale est étudiée pour un pesticide (la cyperméthrine) sur la Picardie en considérant les voies d?ingestion (eau, sol, aliments) et d?inhalation (gaz et particules). L?exposition par ingestion et inha- lation a été calculée sur la région Picardie pour l?année 2013 pour la population générale. La région a été subdivisée en mailles de 2 km de côté (soit 5 183 mailles sur l?ensemble du territoire d?étude). Seules les voies d?ingestion et d?inhalation sont consi- dérée ici, la voie cutanée étant une voie négligeable pour la population générale. De même, dans cette étude pilote, ne sont intégrées et caracté- risées que les expositions dont les sources locales proviennent d'usages phytosanitaires, de provenance com- merciale et non domestiques. MÉTHODOLOGIE L?approche développée intègre un modèle d?émission, de dispersion atmosphérique, un modèle d?exposi- tion multimédia [2] et un modèle PBPK (Phisiologically Based Pharmaco- Kinetic) [3]. Une étape importante Auteur : Julien CAUDEVILLE Figure 1 Diagramme conceptuel présentant la chaîne de modélisation du transfert des contaminants dans les voies d?expositions environnementales locales. du travail de modélisation a consisté à estimer les flux de phytosanitaires émis dans l?air à partir des surfaces agricoles traitées après application des phytosanitaires, afin de fournir un terme d?entrée pour modéliser le transport atmosphérique des subs- tances des zones d?épandage. Pour la dispersion atmosphérique, une méthode innovante de méta- modèle statistique a été dévelop- pée. Elle repose sur une technique d?apprentissage automatique à par- tir d?une vaste base de données de simulations sur une parcelle élémen- taire. Le méta-modèle étant dans un deuxième temps appliqué aux épan- dages à une fréquence tri-horaire sur l?ensemble des parcelles agricoles en région Picardie. Des modèles d?exposition multimédia sont nécessaires pour : ? estimer les flux d?émission liés aux phénomènes de volatilisation du sol et des plantes au niveau des parcelles agricoles ; ? quantifier la contamination des produits alimentaires locaux (hors champ : jardin potager) liée à la proximité des parcelles agricoles ; ? combiner l?exposition externe. La modélisation a été réalisée jusqu?à l?estimation des concentrations internes dans l?ensemble des tissus, organes et fluides intégrés dans les modèles physiologiques PBPK. Les contributions locales spatialisées (inhalation et ingestion de produits alimentaires autoproduits) ont alors été estimées hors champ pour carac- tériser l?exposition des populations riveraines. Le diagramme concep- tuel présentant la chaîne de modéli- sation de transport et de transfert des contaminants dans les voies d?expo- sition locales est présenté ci-contre (figure 1). RÉSULTATS Le couplage de modèles numériques et statistiques a permis d?asseoir une base scientifique et technique pour 21 ABSTRACT Exposures to pesticides are characterized by the multiplicity of exposure routes related to their presence in all environmental media. For a fine characterization of the environmental exposures, a first prerequisite resides in the capacity to gather within the same analysis system a dataset combining the population behavior and the local contamination of the environmental media on fine resolutions and large territories. Contamination of the general population is studied for a pesticide (cypermethrin) in the Picardie region. For atmospheric dispersion, an innovative statistical meta-model method has been developed. Multimedia exposure models are needed to [1] estimate emission fluxes linked to soil and plant volatilization phenomena at the level of crop fields, [2] quantify contamination of local food products (out of the field: vegetable garden) close to crop fields and [3] combine external and internal exposure. The exposure characterization exercise has many gaps and uncertainties. These depend primarily on the assumptions underlying the different modeling approaches, representativeness and accuracy of the integrated data. The need to mobilize additional (measured or modeled) data becomes necessary. Figure 2 Dose journalière d?exposition totale en ng.kg-1.j-1 intégrant les contributions des ingestions de sol, d?eau, d?aliments de provenance locale et utilisant l?hypothèse basse pour le calcul des concentrations dans les aliments de provenance commerciale. l?intégration, le traitement de don- nées et l?évaluation du transfert des contaminants de l?environnement vers les populations. L?exercice de caracté- risation de l?exposition comporte de nombreux manques et incertitudes. Ceux-ci dépendent principalement des hypothèses qui sous-tendent les diffé- rentes approches de modélisation, de la représentativité et de l?exactitude des données intégrées. On retrouve un nombre élevé de concentrations infé- rieures aux limites de quantification/ détection dans les bases de données de mesures des compartiments envi- ronnementaux (alimentation, eau). Les concentrations mesurées dispo- nibles à ce stade ne permettent pas de comparer les parts locales et commer- ciales. Au vu de ce constat, le besoin de mobiliser des données (mesurées ou modélisées) supplémentaires devient nécessaire. L?hypothèse basse (HB), ou lower- bound, correspond à un scénario pour lequel les valeurs non détectées sont estimées égales à 0 et les valeurs détectées mais non quantifiées sont estimées égales à la limite de détection. Selon cette hypothèse, pour la cyper- méthrine, les valeurs de concentration pour les différents aliments sont nulles. La carte ci-dessous (figure 2) présente la DJE (dose journalière d?exposition) totale correspondant au scénario HB pour les produits alimentaires de pro- venance commerciale. Sur cette carte, seules les contributions alimentaires locales sont apparentes (les concentra- tions des HB étant nulles). Les zones où les doses d?exposition sont les plus élevées correspondent à des zones à proximité des parcelles sur lesquelles les épandages sont les plus importants. L?utilisation du système d?informa- tion géographique (SIG) permet de cartographier les inégalités d?ex- position environnementales, à une résolution fine, par la spatialisation des doses journalières d?exposition issues du modèle d?exposition mul- timédia. Ce type d?approche per- met d?estimer une dose totale et la contribution relative des différentes voies d?exposition à partir des don- nées populationnelles et des concen- trations estimées dans les médias d?exposition. Références [1] Caudeville J. ; Regrain C. ; Bonnard R. ; Lemaire V. ; Letinois L. ; Tognet F. ; Brochot C. ; Bac V. ; Chardon K. ; Zeman F. Caractérisation de l?exposition environnementale spatialisée à un pyréthrinoïde en Picardie. Environ Risque Sante 2019 ; 18 : 1-9. doi : 10.1684/ers.2019.1340 [2] Ineris, 2010, Sets of equations for modelling exposure associated with soil contamination or emissions from an industrial facility, DRC-14-141968-04378A. [3] Quindroit Paul, Beaudouin Rémy, Brochot Céline. Estimating the cumulative human exposures to pyrethroids by combined multi-route PBPK models : Application to the French population. Toxicology Letters. Volume 312, 15 September 2019, Pages 125-138 22 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 COMPRENDRE ET MAÎTRISER LES RISQUES À L?ÉCHELLE D?UN SITE INDUSTRIEL ET D?UN TERRITOIRE Gestion de sols pollués en milieu urbain par la mise en oeuvre de la phytoextraction du zinc et du cadmium, couplée à la production de biomasse enrichie en zinc pour la chimie verte et le verdissement D ans le cadre du projet « Intégration des phytotechno- logies en milieu urbain comme moyen de gestion de sols pollués par les métaux » (PHYTOAGGLO, ADEME), le potentiel de phytoextraction du cadmium (Cd) et du zinc (Zn) des espèces végétales (hyper)accumula- trices Arabidopsis halleri et Salix vimi- nalis a été mesuré pendant trois ans. En plus de l?objectif de dépollution partielle du Zn et du Cd du sol par les espèces pré-citées, la pertinence d?utiliser ces espèces en aménagement paysager et pour produire une biomasse riche en Zn pour la chimie verte a été considérée. Ce projet s?inscrit dans plusieurs pro- jets de long terme sur ce site, couplant différents modes de phytomanagement et en collaboration avec la collectivité et ses propres projets d?aménagement urbains. MATÉRIEL ET MÉTHODE Le site situé à Montataire (Oise, France) d?une surface de 800 m2 a accueilli une culture en taillis à courte rotation de S. viminalis et des Auteurs : Arnaud GRIGNET, Arnaud PAPIN, Valérie BERT Figure 1 a?: Localisation et vue aérienne du site expérimental. b?: Dispositif expérimental du site et vues des parcelles d'Arabidopsis halleri. parcelles de 1 m2 d?A. halleri, réalisées pour partie dans la saulaie et sou- mises ou non à une fertilisation avec un engrais NPK et fauchées (figure 1). Pendant les trois ans du suivi (2015 à 2017), les feuilles de 90 saules ont été prélevées en juin et leur dia- mètre, hauteur et taux de survie ont été mesurés. Les feuilles tombées ont été collectées en octobre 2016. Les parties aériennes d?A. halleri ont été collectées à divers stades de déve- loppement (rosette, floraison, fruc- tification et sénescence) en 2015 et 2016. Sur ces échantillons, la mesure du Zn et du Cd a été réalisée. Le trans- fert du Zn et du Cd chez les escargots (Cantarus aspersus) a été évalué via des tests réalisés au laboratoire et sur site en microcosme dans lesquels des feuilles de saules et d?A. halleri plus ou moins enrichies en ces éléments ont été proposées aux escargots pour leur consommation. RÉSULTATS Le taux de survie de S. vimina- lis sur sol pollué (1,7 Cd mg Kg-1 et 616 Zn mg Kg-1) était de 86 % en 2017 et nous avons observé une augmenta- tion significative du diamètre et de la hauteur des arbres, signe de leur bon développement. Les concentrations en Zn (856 mg Kg-1 en juin et 1 510 en octobre) et en Cd (3,06 mg Kg-1 en juin et 3,43 en octobre), toutes supérieures aux valeurs habituelle- ment mesurées chez cette espèce sur sol non pollué, ont confirmé leur comportement accumulateur de Zn et de Cd. Ces concentrations ont dimi- nué au cours du temps ce qui pouvait être expliqué par un effet dilution dû à leur augmentation en biomasse. Les conditions de site ne sont pas opti- males. Le pH alcalin du sol limite la mobilité du Zn et du Cd dans le sol et en conséquence le transfert foliaire de ces éléments. Dans ces condi- tions de sol, il paraît difficile d?amé- liorer le temps de dépollution par cette espèce (estimé à 550 ans ici). L?accumulation du Cd différait en fonc- tion du stade de développement d?A. Contributeur externe?: Annette DE VAUFLEURY UMR UFC/CNRS 6249 USC / INRA, Université de Bourgogne Franche Comté 23 ABSTRACT The Zn and Cd phytoextraction potential of Arabidopsis halleri and Salix viminalis was investigated in an urban field site. A. halleri was cultivated with or without fertilizer to improve biomass yield and/or Zn and Cd aerial part concentrations. To determine if willows and A. halleri leaves were risky in case of consumption by snail, metal concentrations of snails fed with Zn and Cd enriched and low enriched leaves were compared. Both plants grew well on the metal-contaminated soil. The A. halleri Zn foliar concentration reached the Zn hyperaccumulation threshold in the presence of NPK fertilizer and although the soil was alkaline. Cd and Zn willow foliar concentrations were far above baseline values. Laboratory snail exposure revealed that willow leaves ingestion caused a moderate increase of Cd, Pb and Zn bioaccumulation in snails compared to the one caused by A. halleri ingestion. This study confirmed the interest of selecting A. halleri and willows to partially remove Zn and Cd in the soil and emphasized their potential usefulness in greening urban contaminated area and producing raw materials for green chemistry while paying attention to the environmental pollutant transfer. Figure 2 Concentrations en Zn et Cd dans les parties aériennes d?Arabidopsis hallerie et biomasse sèche correspondante (moyenne ± déviation standard). a Résultats des différents stades de développement sur un cycle de vie (1 à 4?; rosette, floraison, fructification et sénescence?; C?: contrôle). b Effet du fertilisant, WF1 après 1 mois avec fertilisant, WF2 après 2 mois avec fertilisant). c Effet de la fauche (P1 bleu clair?; P9 bleu foncé). d Effet de la coculture avec le saule (P12 = entre les rangées?; P13 = autour d?un saule). Les différences significatives entre conditions sont indiquées par des lettres au seuil = 0,05. halleri (figure 2). La plus forte concen- tration de Cd a été mesurée au stade rosette. Des valeurs plus faibles ont été mesurées aux stades floraison et fructification en raison d?une augmen- tation de la biomasse de l?espèce à ces stades (effet dilution). Les concentra- tions en Zn et en Cd étaient doublées en présence de fertilisant NPK alors que seule une tendance était mise en évidence pour l?augmentation de la biomasse de l?espèce. D?autre part, en présence de NPK, le seuil de l?hyperaccumulation du Zn a été atteint (> 10,000 mg Kg-1 poids sec), alors que l?espèce n?était pas en conditions de site optimales (pH alcalin). Les essais de fauche ont démontré la pertinence de cette pra- tique sur l?espèce au stade rosette pour augmenter sa biomasse mais, si la fauche a permis la repousse de l?espèce, elle n?a en revanche pas per- mis de mettre en évidence une aug- mentation des concentrations en Zn et en Cd. Les concentrations en Zn les plus importantes ont été mesurées lorsque A. halleri se développait entre les rangées de saules et non à leur pied, suggérant une compétition pour cet élément. Le temps de dépollution extrapolé est de 39 ans pour le Cd et de 25,5 ans pour le Zn. La synergie entre le saule et A. halleri permet de réduire ce temps à 36 ans pour le Cd et à 24 ans pour le Zn. En compa- raison de la littérature existante, le rendement en biomasse d?A. halleri est très supérieur à celui rapporté dans le seul essai en champ réalisé et comparable à celui de l?autre hype- raccumulateur de Zn et de Cd connu, Nocceae caerulescens. Ces résultats très encourageants permettent d?anticiper une optimi- sation du temps de dépollution via une meilleure connaissance du cycle de développement de l?espèce et des pratiques agronomiques, notamment la fauche et l?utilisation de fertilisant. Un transfert de Cd et de Zn dans les escargots a été mis en évidence pour les feuilles les plus enrichies. Ce résul- tat devra être pris en compte lors de la gestion de site par cette méthode afin d?éviter la dispersion de polluant dans l?environnement. Les concentrations en Zn et en Cd du saule et de l?arabette permettent d?en- visager une utilisation en production d?écocatalyseurs de Zn pour la chimie verte. L?utilisation de ces espèces pour cet usage et celui du verdissement sont des avantages qui permettraient de compenser la durée de dépollution (services écosystémiques). Référence Grignet A. ; De Vaufleury A. ; Papin A. ; Bert V. ; Urban soil phytomanagement for Zn and Cd in situ removal, greening and Zn-rich biomass production taking care of snail exposure. Environmental Science and Pollution Research 2019; 27: 3187?3201. 24 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 COMPRENDRE ET MAÎTRISER LES RISQUES À L?ÉCHELLE D?UN SITE INDUSTRIEL ET D?UN TERRITOIRE Réduction des rejets de micropolluants?: un essai de comparaison économique entre le traitement et la substitution à la source L es nombreux micropolluants générés par l?activité humaine sont susceptibles d?altérer significativement la qualité des cours d?eau, notamment à la traversée des grandes agglomérations. L?Ineris s?est intéressé à l?efficacité économique de différentes approches de gestion des micropolluants urbains. Ce travail compare le coût associé à la réduction dans le milieu aquatique des flux de micropolluants générés par les activités d?une agglomération, soit en substituant les produits chimiques en cause à la source, soit en les élimi- nant des rejets d?eaux usées par trai- tement complémentaire en station de traitement des eaux usées urbaines. Afin d?étudier l?influence de l?étendue de la contamination chimique, un premier scénario se focalise sur des substances prioritaires dangereuses actuelles de la directive cadre eau DCE (donc des substances règlementées) et un second scénario intègre une liste de 23 substances émergentes supplémentaires : produits domes- tiques (par exemple conservateurs), substances provenant de matériaux universels (monomères comme le bisphénol A ? BPA ? ou le chlorure de vinyle monomère ? CVM ?, plas- tifiants, retardateurs de flamme, autres additifs), résidus de médica- ments et hormones. Le traitement et la substitution sont comparés pour Auteurs : Jean-Marc BRIGNON, Carmen CANTUARIAS -VILLESUZANNE, Valentin CHAPON, Enrico MOMBELLI le cas-type de la station d?épura- tion d?une ville de 200 000 eq.hab. Deux alternatives de traitement ont été étudiées : filtration sur charbon actif, et nanofiltration. Pour le cas de la nanofiltration, on a modélisé par QSAR1 un rendement d?élimina- tion pour les nombreuses molécules n?ayant pas été étudiées expérimen- talement dans les études consultées. Le principe de la méthode (figure 1) est d?abord de calculer les quantités de micropolluants non émises dans l?environnement aquatique grâce à des traitements complémentaires (points 1 et 2). Le coût total de ces traitements (investissement et exploi- tation) est ensuite estimé (point 3). 1 - Le principe des méthodes QSAR (Quantitative Structure Activity Relationship) consiste à mettre en place une relation mathématique à l?aide de méthodes d?analyse de données, reliant des propriétés moléculaires appelées descripteurs, à un effet expérimental (activité biologique, toxicité, affinité pour un récepteur), pour une série de composés chimiques similaires?; ils prennent en compte des informations sur la structure et les caractéristiques physico-chimiques des molécules. Figure 1 Principes de comparaison des coûts de substitution et de traitement. 25 ABSTRACT The numerous micropollutants generated by human activity are likely to significantly alter the quality of watercourses, especially when crossing large agglomerations. The study deals with the economic efficiency of different approaches to the management of urban micropollutants: we compare the cost of not emitting micropollutant streams from an agglomeration, either by substituting chemicals them at source, or by tertiary treatment in urban wastewater treatment plants. This comparison is carried out in two contrasting contexts of pollution: in the first case, we focused on current hazardous substances of the Water Framework Directive (i.e. regulated substances) and in a second one we selected a list of 23 additional emerging substances. The comparison between treatment and substitution is carried out for the case of the wastewater treatment plant of a city of 200,000 eq.hab and the results tend to show that the substitution costs are lower than the costs of tertiary treatment by nanofiltration and activated carbon. Despite numerous uncertainties and assumptions, this exploratory study tends to provide overall evidence that substitution is a more cost-effective strategy in general. The study also appears to signal the interest of preventive and strategies integrated over human health and environmental considerations to control chemical risks. On évalue enfin les coûts qui seraient associés à la substitution à la source des mêmes quantités éliminées par les traitements additionnels. On com- pare finalement (figure 2), à efficacité identique (mêmes émissions évitées dans l?environnement), les coûts de traitement et de substitution. Les écarts de coûts entre subs- titution et traitement sont plus faibles pour le traitement sur char- bon actif (CAG) que pour la nano- filtration, mais on montre de façon constante que la stratégie de subs- titution est plus « coût-efficace ». On note que le coût de substitu- tion supplémentaire engendré par la « Liste 2 » des 23 substances additionnelles est très marginal du fait que la « Liste 1 » comprend les métaux, dont les quantités à substi- tuer sont importantes, et dont le coût de substitution est également élevé du fait de leurs fonctions essentielles généralement difficilement rempla- çables dans l?industrie (traitement de surface, équipements électriques et électroniques). En outre, la substitution présente des co-bénéfices importants, en termes de santé publique, qui sont suscep- tibles d?être supérieurs aux coûts de substitution, ce qui a été démontré dans le cadre du règlement chimique européen REACH pour plusieurs des micropolluants. Par contre, les traite- ments complémentaires ont un effet immédiat sur les milieux aquatiques contrairement à la substitution dont un handicap majeur est d?être un pro- cessus long et progressif. Ces travaux attirent au final l?attention sur l?in- térêt de stratégies préventives inté- grées en termes de santé humaine et d?environnement, de réduction des risques liés aux substances chimiques. Référence J.-M. Brignon, C. Cantuarias-Villesuzanne, V. Chapon, E. Mombelli, 2019, Rejets de micropolluants : un essai de comparaison économique entre traitement et substitution à la source ; TSM - Techniques sciences méthodes, 2019 (3): p. 27-40 Figure 2 Comparaison des coûts actualisés sur 20 ans du traitement complémentaire à la station (adsorption sur charbon actif à grain) et de substitution des micropolluants (à quantités non émises dans l?eau égales pour le cas d?une ville de 200 000 eq.hab). 26 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 COMPRENDRE ET MAÎTRISER LES RISQUES À L?ÉCHELLE D?UN SITE INDUSTRIEL ET D?UN TERRITOIRE Cyberattaques?: peut-on craindre des conséquences sur l?intégrité physique des personnes?? L es systèmes de contrôle indus- triels sont des systèmes infor- matiques en interaction avec un procédé physique qu?ils manipulent par le biais d?actionneurs (pompes, vannes, compresseurs, dispositifs de chauffage ou de refroidissement) en fonction d?entrées de capteurs ou de commande envoyées par des opérateurs. Le coeur du système de contrôle indus- triel est l?automate programmable qui peut être dédié soit à des fonctions de contrôle commande et de régulation, soit à des fonctions de sécurité, soit à ces deux types de fonction. Ces auto- mates communiquent le plus souvent avec les systèmes de supervision et de gestion de l?entreprise et sont donc accessibles, de manière indirecte, par le réseau internet. Les défaillances du système de contrôle industriel sont susceptibles de provoquer des actions indésirables sur le procédé qui peuvent être la cause de phénomènes dangereux. Ces événements sont avant tout étudiés sous l?angle de la sûreté de fonction- nement ou de l?analyse des risques accidentels. Depuis maintenant une dizaine d?an- nées, le sujet de la cybersécurité de ces systèmes est une préoccupation croissante pour les industriels et les pouvoirs publics. Cela a notamment conduit à adopter des réglementa- tions au niveau français (LP et arrê- tés sectoriels) et européen (directive NIST). Cependant, ces réglemen- tations visent les infrastructures critiques, principalement pour s?as- surer de leur capacité à réaliser leur mission. La première attaque médiatisée (Stuxnet ? 2010) visait à ralentir le programme iranien d?enrichisse- ment d?uranium. Il s?agissait d?une attaque très sophistiquée menée par des organisations étatiques. Depuis, des attaques aux modes opératoires plus ou moins complexes ont provo- qué l?arrêt de raffineries, des coupures de distribution électrique, l?endom- magement de hauts fourneaux et de multiples arrêts de production d?entre- prises industrielles. La plupart étaient des attaques médiatisées étatiques (Stuxnet, distribution électrique en Ukraine) ou criminelles (rançongi- ciels) provoquant des arrêts de produc- tion ou des destructions de données. Cependant, certaines attaques ont pro- voqué des dommages aux systèmes de production (aciérie allemande). La possibilité de causer des dommages aux personnes en attaquant des sys- tèmes industriels a d?abord été envi- sagée dans le domaine des transports collectifs, des barrages ou de la distri- bution d?eau. Ces domaines ont tous subi des attaques avec toutefois des conséquences limitées. La possibilité de provoquer des dommages humains en attaquant des procédés chimiques ou pétrochimiques était déjà étudiée, mais c?est l?attaque Triton, en 2017, qui en est le premier exemple connu. Cette attaque, relativement sophis- tiquée, visait spécifiquement des automates industriels de sécurité, c?est-à-dire des automates destinés à prévenir les accidents majeurs dans l?industrie chimique. Cette attaque met donc en évidence que ce risque doit être pris en compte : une installa- tion de l?industrie chimique présente un potentiel de danger important et la modification de paramètres de pro- cédé est susceptible de provoquer Auteurs : François MASSÉ, Sylvain CHAUMETTE des incendies, explosions ou disper- sions de substances toxiques et donc des dommages aux personnes ou à l?environnement. Une première approche pour identifier ces scénarios est de partir de l?ana- lyse des risques accidentels, d?iden- tifier dans les scénarios d?accidents ceux qui sont dus à des défaillances du contrôle commande et de considérer que ces défaillances pourraient être provoquées de manière équivalente par des cyberattaques. Cependant, les scénarios dus à des cyberattaques sont par nature très différents des scé- narios accidentels : ? les attaquants cherchent à atteindre un objectif qui leur est propre, en exploitant des vulnérabilités exis- tantes et en fonction des moyens et du temps dont ils disposent. L?attaquant va donc viser les points les plus vulnérables, tenter de contourner ou désactiver les mesures de sécurité en place et chercher à maximiser les dommages éventuel- lement en multipliant les attaques simultanées. On peut donc envisager des phénomènes dangereux d?inten- sité plus importante mais également des difficultés d?intervention des secours si les attaques touchent plu- sieurs installations simultanément 27 ABSTRACT Most industrial plants in the chemical industry have automated control systems that can be connected to various control or supervision devices that are often connected directly or indirectly to the company?s external network. Remote control of these installations by cyber-attackers could enable them to cause dangerous phenomena for people and the environment, such as explosions, fires or toxic releases. The transformations underway in industry (digitalization, standardisation of control technologies, energy transition, Industry 4.0) are making industrial control systems more vulnerable to cyberattacks: vulnerabilities that in the past were known and exploitable by state organisations with significant resources are now within the reach of criminal networks, terrorist organisations or activists with more limited resources. The likelihood of cyber-attacks aimed at provoking human consequences therefore tends to increase and appropriate risk analysis and management methods must be deployed. ou si par exemple, les moyens de communication sont aussi visés. ? Par ailleurs, la dimension temporelle est également importante : l?attaque sera déclenchée au moment le plus opportun (pour l?attaquant). Par exemple, des rançongiciels visant les hôpitaux ont été déclenchés au moment de la crise du coronavirus. ? Enfin, le niveau d?exposition d?une installation évolue dans le temps : des vulnérabilités sur les équipe- ments et logiciels sont régulièrement publiées, les attaquants sont sans cesse plus nombreux et plus com- pétents sur les technologies utilisées dans l?industrie, et la menace évo- lue en fonction du contexte politique social, économique. Les attaquants potentiels sont variables entre les sites et les infrastructures, on peut considérer par exemple des orga- nisations étatiques, des organisa- tions criminelles, des activistes, des employés ou sous-traitants mécon- tents, des concurrents, des organi- sations terroristes. Les démarches d?analyse des risques pour la sécurité informatique prennent en compte les caractères délibérés, systémiques et évolutifs des cyberattaques. L?Ineris travaille au développement de méthodes adaptées aux technologies et fonctionnement de l?industrie des procédés et faisant le lien entre des scénarios d?attaques et des phénomènes dangereux. L?objectif est d?identifier des scénarios et évaluer leur vraisemblance, proposer des mesures de prévention et préparer des plans d?intervention. La mise en oeuvre de telles démarches est critique car les installations sont de plus en plus vulnérables aux cyber attaques. En effet, les systèmes de contrôle industriels sont de plus en plus communicants et basés sur des technologies issues de l?informatique grand public. De plus les mutations de l?industrie et la transition énergétique impliquent des systèmes beaucoup plus évolutifs, ce qui rend la maîtrise du risque dans le temps plus difficile, et des systèmes de production, notamment pour l?énergie, plus décentralisés, plus proches des populations et plus facilement accessibles aux attaquants. Références Cyberattaques : peut-on craindre des conséquences sur l?intégrité physique des personnes ? Revue de la Gendarmerie nationale, 2019 (264) : p. 21-27 T. Oueidat, J.-M. Flaus, F. Massé « A review of combined safety and security risk analysis approaches : Application and Classification » Congrès ICCAD?20, Paris, 2020 F. Massé , H. Abdo, J.-M. Flaus, « Comment intégrer les cyber-attaques dans l?évaluation globale des risques pour les installations classées ? Proposition d?un cadre général d?analyse des risques », Congrès ?? 22, Reims, 2020 H. Abdo, M. Kaouk, J.-M. Flaus, F. Massé, ?A new approach that consider cybersecurity within industrial risk analysis using a cyber bow-tie analysis?, Computer and Security, 2017 28 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 COMPRENDRE ET MAÎTRISER LES RISQUES À L?ÉCHELLE D?UN SITE INDUSTRIEL ET D?UN TERRITOIRE Sécurité industrielle et recherches en SHS?: une vision internationale des enjeux contemporains Auteur : Jean-Christophe LE COZE S afety science research. Evolution, Challenges and New Directions est un ouvrage combinant les réflexions de deux générations d?auteurs dans le domaine de la sécurité industrielle par le prisme des sciences humaines et sociales (SHS), et réunies pour la première fois. Cet ouvrage est issu pour partie d?un atelier de travail international réunissant une quin- zaine de chercheurs de premier plan, organisé à Paris en juin 2017. Du point de vue de la recherche, notre vision de la sécurité dans les systèmes à risques (aviation, chimie, nucléaire, ferroviaire, maritime) dépend de la façon dont les tradi- tions se sont développées dans les années 1980 et 1990. Ces traditions de recherche, en Europe et aux États- Unis (et plus globalement, le monde anglo-saxon), sont ancrées dans des réseaux de chercheurs et de leurs dis- ciplines, parmi lesquels figurent en bonne place la psychologie cognitive, l?ergonomie, la psychologie sociale, la gestion, la sociologie et les sciences politiques. Des concepts tels que la culture de la sécurité, les organisa- tions à haute fiabilité, l?ingénierie de la résilience ou encore la régulation de la sécurité sont parmi les concepts les plus visibles des développements de ces traditions de recherche depuis plus de 40 ans. Ce livre explore la pertinence de ces traditions de recherche dans le contexte des mutations industrielles contemporaines et l?évolution de nos connaissances en SHS. Il offre ainsi un panorama privilégié des problé- matiques et des développements empiriques, conceptuels, pratiques et critiques actuels dans le domaine de la sécurité. Il permet aussi d'en Figure 1 Systèmes sociotechniques complexes multi-acteurs. 29 dégager les lignes de force, leur com- plémentarité et les enjeux associés. Ainsi, une diversité de sujets est abordée par les auteurs des différents chapitres dont l?articulation est pro- posée. Les thèmes clés de l?ouvrage figurent en gras avec les auteurs qui les développent dans les chapitres du livre. Au cours des deux premières décen- nies du XXIe siècle, il est devenu important dans les recherches sur la sécurité de considérer davantage la question du pouvoir (chapitre d'Antonsen, et Almklov), pouvoir désormais transformé par la nouvelle configuration d'acteurs et d'institu- tions mondiales qui façonnent le pay- sage des systèmes à risque, créant de nouveaux défis, notamment, pour les régimes de régulation (chapitre de Tor Olav Engen, et Preben LindØe). Ces activités de plus en plus glo- balisées et en réseau à travers les continents exigent aussi que les concepts utilisés, comme la culture de sécurité, soient adaptés aux diffé- rents contextes nationaux (chapitre de Tom Reader). De plus, propulsés par la digitalisation et la standardi- sation parmi d'autres facteurs (par exemple, la financiarisation), ces pro- cessus globalisés créent de nouvelles ressources, contraintes et problèmes pour les entreprises, y compris une nouvelle phase de développement de la standardisation (chapitre de Petter Almklov et de Stian Antonsen) et de nouveaux environnements de travail de plus en plus automatisés et délé- gués aux machines façonnant les pra- tiques cognitives d'acteurs au plus proches des situations dangereuses (chapitre de Torgeir Haavik). Compte tenu de l'ampleur et de la vitesse des reconfigurations des systèmes à risque, les accidents dits « épistémiques » (chapitre de John Downer) pourraient surve- nir là où on ne les attend pas, mais pourraient également créer de mul- tiples causes de dérives ouvrant des possibilités pour de nouvelles catastrophes (chapitre de Kenneth Pettersen-Gould, et Lisbet Fjaeran). Renforcer les capacités d'apprentis- sage à partir des accidents majeurs (chapitre de Jan Hayes) est et res- tera donc d'une grande importance, une approche également précieuse pour améliorer notre compréhension des propriétés et comportements en réseaux des organisations actuelles en matière de sécurité, mais aussi des projets complexes pour lesquels des pratiques et des modèles de sécu- rité ont besoin de développements supplémentaires (chapitre de Nadja Gotcheva). Il s?agit, plus généralement, de la capacité de la recherche sur la sécurité à relier ses résultats (par exemple, connaissances, outils) aux besoins des praticiens (chapitre de Steven Shorrock). Cependant, l'idéal d'une recherche répondant aux pro- blématiques pratiques (et inver- sement) n'est pas un processus simple, nécessitant un travail per- manent de traduction (chapitre de Teemu Reiman et Kaupo Viitanem) avec des cas d'effets non intention- nels à la suite de l?introduction de modèles de sécurité qui doivent être pensés et peut-être mieux anticipés lorsqu'il s'agit de régulations (cha- pitre de Bergström) ou de professions (chapitre de Justin Waring et Simon Bishop). Garder une vue d'ensemble à l'esprit, c?est-à-dire des thématiques du pouvoir, en passant par la standar- disation aux effets non- intentionnels de la recherche sur la sécurité (entre autres) pourrait être soutenu à l'ave- nir par des visualisations assez puissantes pour remplacer les plus emblématiques du domaine (cha- pitre de Jean-Christophe Le Coze), comme celle proposée ci-dessous qui indique les problèmes d?interac- tions multi-acteurs dans les sys- tèmes sociotechniques complexes (figure 1). Cette articulation n'est certaine- ment pas l?unique possibilité de récit. C'est une manière parmi d?autres de mettre en perspective la diversité des champs de recherche en chantier, et de leur rapport aux traditions de recherche structurantes du domaine. De ce point de vue, ces chapitres sont commentés (dans l?ouvrage) par les réflexions de pionniers des recherches SHS en sécurité, et qui ont été les ins- tigateurs, avec d?autres, de ces tra- ditions qui ont façonné le domaine depuis les années 1980 : Rhona Flin, Erik Hollnagel, Nick Pidgeon, Karlene Roberts, Paul Schulman, Karl Weick et Ron Westrum. ABSTRACT The book Safety Science Research: Evolution, Challenges and New Directions explores within, across and beyond established safety research traditions (high reliability organisations, safey regulation, normal accident, cognitive engineering, etc.) some contemporary topics associated with the profound transformations of the past twodecades. For the first time, twogenerations of safety researchers are put together to reflect on some of the core issues regarding the performance of safety-critical systems (e.g. nuclear industry, aviation, railways, chemical industry, hospitals) and the prospect of an established, relevant and sound safety research. The result is a unique overview of the dynamic of a field whose importance can only grow in the context of increased pressure exerted on a variety of large technical systems operating in globalised processes, digital mutations and ecological changes. Référence Le Coze, JC. 2019. Safety Science Research. Evolution, Challenges and New Directions. CRC Press. Taylor and Francis. Boca Raton, FL. 30 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 COMPRENDRE ET MAÎTRISER LES RISQUES À L?ÉCHELLE D?UN SITE INDUSTRIEL ET D?UN TERRITOIRE Activités économiques autour des sites Seveso seuil haut : comment se protéger du risque technologique ? Auteurs : Agnès VALLEE, Benjamin LE-ROUX, Sylvain CHAUMETTE, Stéphane DUPLANTIER E n France, deux ans après l?ac- cident d?AZF à Toulouse, la loi n° 2003-699 du 30 juillet 2003 relative à la prévention des risques technologiques et naturels et à la réparation des dommages a notamment introduit les plans de prévention des risques technolo- giques (PPRT) pour la maîtrise de l?urbanisation autour des sites indus- triels à haut risque. Les PPRT sont aujourd?hui approuvés à 99 %. La mise en oeuvre concernant les habitations est lancée. Par contre, pour les activités économiques en zones PPRT, la mise en application des nouvelles conditions de mise en oeuvre instaurées par l?ordonnance n° 2015-1324 du 22 octobre 2015 (solutions de protection alternatives aux mesures foncières et aux pres- criptions de travaux de renforcement) présente plus de difficultés. Dans ce contexte, en appui au minis- tère de la Transition écologique et en collaboration avec l?agence Edel et le Cerema, Amaris et l?Ineris ont travaillé en 2016-2017 à la rédac- tion d?un résiguide proposant des solutions techniques et/ou organi- sationnelles pour la prise en compte du risque technologique par les acti- vités économiques en zones bleues des PPRT. La démarche proposée se décompose en cinq étapes principales : ? identification des phénomènes dangereux impactant l?entreprise ; ? analyse de la vulnérabilité des bâtiments (effets thermiques, toxiques et de surpression) et du personnel/visiteurs en intérieur, comme en extérieur ; ? identification des phénomènes dangereux dont il faut se protéger et étude de leur dynamique (temps disponible pour que les personnes puissent se mettre en sécurité) ; ? étude et choix des mesures possibles : les mesures envisageables sont notamment l?information et la formation du personnel et des personnes extérieures, la réorganisation des espaces de travail intérieurs et extérieurs, la mise en place d?une alerte, la mise à l?abri dans un local de protection, une zone refuge, la mise à l?abri en évacuant de la zone exposée, le renforcement du bâti ; ? mise en place des mesures choisies et intégration dans la politique de sécurité de l?entreprise. Depuis la parution du résiguide en 2017, il est difficile d?avoir une vision précise de l?utilisation du document par les activités économiques et de la mise en place réelle de mesures de protection sur le terrain. Mais des premiers enseignements peuvent être tirés sur quelques cas d?application réalisés en 2019 par l?Ineris. Les utilisateurs reconnaissent que la méthodologie proposée est très utile pour initier une démarche de prise en compte des risques tech- nologiques générés par les établis- sements Seveso seuil haut voisins. Cette méthodologie donne des outils pratiques pour la mise en oeuvre de cette démarche. Elle répond à une grande majorité des questions que les chefs d?entreprises riveraines peuvent se poser. Il semble néanmoins que les entre- prises en zones bleues des PPRT peinent à s?engager massivement dans cette démarche, par méconnais- sance des risques, de leurs obliga- tions, des acteurs vers qui se tourner, et également par manque de moyens humains et financiers. À part celles qui possèdent déjà des personnes compétentes en interne, par exemple dans les services Hygiène, Sécurité et Environnement, ou qui ont déjà une culture du risque, la plupart des entreprises riveraines ont des difficultés à s?engager seules, sans aide extérieure. Elles vont s?ap- puyer sur des bureaux d?études pour les accompagner, notamment pour faire le diagnostic de vulnérabilité des bâtiments aux aléas thermiques, toxiques et/ou de surpression et défi- nir les mesures de renforcement nécessaires. On observe que cet engagement est facilité lorsqu?il y a une « animation » en local pour la mise en place des mesures, qui peut être assurée par la Figure 1 Solutions possibles pour la protection des personnes. Information / Formation / Exercices Mise en place de barrières techniques au niveau des entreprises Réorganisation des espaces intérieurs et extérieurs Mesures de renforcement du bâti Alerte Evacuation de la zone exposée Mise à l'abri - EPI Alerte Zone refugeMise à l'abri Alerte Location de protection Mise à l'abri - EPI 31 collectivité, une association d?entre- prises qui s?est créée dans une zone d?activités, etc. Le rôle des sites Seveso seuil haut peut aussi être très important. Ils sont les mieux placés pour sensibi- liser les entreprises riveraines aux risques encourus, pour leur com- muniquer des informations précises sur les phénomènes dangereux, leur dynamique, le temps disponible pour se mettre à l?abri en cas d?alerte? En plus de ces enseignements assez généraux sur la mise en application de la méthodologie du Résiguide, des questions, jusqu?alors non traitées, ont été soulevées avec les premiers cas concrets et continueront à émer- ger au fur et à mesure, compte tenu de la diversité et de la spécificité des activités économiques concernées. On peut notamment citer les ques- tions suivantes : ? Dans le cas de plusieurs entreprises dans un même bâtiment, comment définir une stratégie commune de protection plutôt que de raisonner individuellement ? ? Comment peut-on créer un local de confinement performant dans un petit commerce où il n?y a pas beaucoup d?espace, sans arrière-boutique ? ? Quelle est la vulnérabilité des surfaces vitrées de grandes dimensions (vitrines de magasins par exemple) soumise à une onde de surpression ? Quelles seraient les mesures de renforcement ? Le travail actuel de l?Ineris vise à pouvoir y apporter des réponses concrètes et de chercher à amélio- rer la démarche proposée. ABSTRACT In France, a new law was introduced on July30, 2003 which created the Technological Risk Prevention Plan (PPRT). The aim of the PPRT is to protect people by action on the existing urbanization and by controlling the future land-use planning in the vicinity of upper-tier SEVESO sites. In this context, in support of the Ministry in charge of Ecology and in collaboration Agence EDEL and Cerema, AMARIS and Ineris worked on developing a methodology to help the activities concerned by a PPRT to implement and to optimize their protection with technical/organizational measures. Since the publication of the so-called Résiguide in 2017, first lessons can be drawn from a few application cases carried out in 2019 by Ineris. The users recognize that the methodology is useful for initiating an approach, gives practical tools for implementing it and answer to the questions that may be asked. However, it is noted that activities are struggling to massive engage in the process, by ignoring the risks, their obligations, the actors to whom to turn, lack of human and financial resources. In addition to these general lessons, untreated questions have already been raised and will continue to emerge progressively, considering the diversity of the activities concerned. The current work of Ineris is to be able to provide concrete answers and improve the proposed approach. Référence VALLEE, Agnès ; LE-ROUX, Benjamin ; FABRE, Damien ; CHAUMETTE, Sylvain ; DUPLANTIER, Stéphane Activities around upper-tier SEVESO sites : How to protect against technological risk ? RENIERS, Genserik ; FABIANO, Bruno - Proceedings of the 16th International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industry. Milano : AIDIC, 2019 (Chemical engineering transactions, 75) Figure 2 Schéma de principe d?un local de confinement. 32 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 COMPRENDRE ET MAÎTRISER LES RISQUES À L?ÉCHELLE D?UN SITE INDUSTRIEL ET D?UN TERRITOIRE Accroître les interfaces entre science et société pour assurer la sécurité globale des sols Auteurs : Florence CARRÉ Valérie BERT Rodolphe GAUCHER S itués à l?interface entre bios- phère, hydrosphère, atmos- phère et lithosphère, les sols sont capables de répondre à de mul- tiples enjeux de société. Les gestion- naires, usagers et protecteurs des sols font donc souvent pression pour l?utilisation d?un même sol, partici- pant à le fragiliser. Face à ce constat, une première conférence interna- tionale réunissant des chercheurs en sciences du sol a été organisée en 2015 pour réfléchir à un concept pouvant être partagé avec les diffé- rentes parties prenantes : la sécurité des sols [1]. La sécurité des sols est définie comme le maintien et l?amélioration des res- sources en sols de la planète pour renforcer les services contribuant au bien-être humain et à la protection globale des écosystèmes [2]. Ces services, relatifs aux écosystèmes, concernent l?approvisionnement en ressources (nourriture, matières premières, infrastructures), la régu- lation de processus biophysiques (stockage de carbone, détoxification en polluants?) et l?apport de culture (loisirs, esthétique, valeurs patrimo- niales?) (figure 1). Cet article se réfère notamment à la seconde conférence internationale organisée en 2016 par l?Ineris, l?Inra et l?Association française d?étude des sols dont les actes ont fait l?ob- jet d?une édition en 2019. L?objectif de cette conférence était de parta- ger entre chercheurs en sciences du sol et de l?environnement, cher- cheurs en sociologie et économie, et gestionnaires, usagers des terres et protecteurs de la nature, les critères d?évaluation de la sécurité des sols et des stratégies d?implémentation. Les présentations ont pour la plupart fait l?objet d?une restitution dans l?ou- vrage Global Soil Security : Towards More Science- Society Interfaces [3]. CRITÈRES D?ÉVALUATION DE LA SÉCURITÉ DES SOLS L?évaluation de la sécurité des sols est établie à partir de cinq critères : capa- cité, condition, capital, connectivité et codification. La capacité est l?aptitude intrinsèque d?un sol à remplir une fonction telle que contribuer aux services écosysté- miques, parmi lesquels stocker du car- bone ou détoxifier. La condition est la caractérisation actuelle des attributs du sol permettant d?évaluer si la capacité du sol à fournir un service peut perdurer. Le capital est l?évaluation économique des sols, souvent estimée au regard de sa capacité à fournir un ou plusieurs services écosystémiques. La connecti- vité est le lien social entre gestionnaires, protecteurs et usagers des terres. La Figure 1 Services écosystémiques fournis par les sols. Contributeurs externes : Anne Richer de Forges (Inra Orléans), Dominique Arrouays (Inra Orléans), Alex McBratney (université de Sydney, Australie), Johan Bouma (université de Wageningen, Pays Bas) 33 codification fait référence aux outils en appui à la réglementation permettant de sécuriser les sols [4]. La figure 2 illustre les liens entre les sciences sous-jacentes aux cinq critères de la sécurité des sols et l?implication de la société qui intervient à tous niveaux. EXEMPLES D?ÉVALUATION DES CRITÈRES ET DE STRATÉGIES D?IMPLÉMENTATION DE LA SÉCURITÉ DES SOLS Durant cette conférence, l?Ineris a pré- senté ses travaux sur la capacité et la condition. La première étude por- tait sur l?évaluation de sols contami- nés par métaux lourds (condition) et l?amélioration de leurs capacités à pro- duire des services écosystémiques à partir de phyto-extraction permet- tant à terme d?évaluer le capital du sol en fonction des sous-produits de métaux lourds extraits, de la créa- tion d?espace de loisir et du bien-être des citoyens [5]. La deuxième étude portait sur l?évaluation des liens bidi- rectionnels entre conditions du sol et polluants atmosphériques. Ces liens reflètent la capacité du sol à émettre des polluants/particules atmosphé- riques et à impacter le bien-être des citoyens en fonction des conditions climatiques [6]. LES BESOINS DE RECHERCHE SUR LA SÉCURITÉ DES SOLS Aujourd?hui les critères « capital », « connectivité » et « codification », impliquant les sciences humaines et sociales (psychologie incluse) et les sciences politiques, sont peu couverts par la recherche sur l?évaluation et l?im- plémentation de la sécurité globale des sols. L?objectif commun avec les sciences de l?environnement pourrait être de quantifier, à différentes échelles, les bénéfices environnementaux et éco- nomiques des sols en fonction d?enjeux de société comme la santé humaine. Références [1] Morgan, C. L. S., McBratney, A. B., Field, D. J., Koch, A., Bouma, J., & Carré, F. (2017). Synthesis: Goals to Achieve Soil Security. In D. J. Field, C. L. S. Morgan, & A. B. McBratney (Éds.), Global Soil Security (p. 457-462). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-43394-3_43 [2] Koch, A., McBratney, A., Adams, M., Field, D., Hill, R., Crawford, J., Minasny, B., Lal, R., Abbott, L., O?Donnell, A., Angers, D., Baldock, J., Barbier, E., Binkley, D., Parton, W., Wall, D. H., Bird, M., Bouma, J., Chenu, C., ? Zimmermann, M. (2013). Soil Security: Solving the Global Soil Crisis. Global Policy, 4(4), 434-441. https://doi.org/10.1111/1758-5899.12096 [3] Richer de Forges, A. R. de, Carré, F., Arrouays, D., McBratney, A. B., & Bouma, J. (2018). Global Soil Security: Towards More Science-Society Interfaces: Proceedings of the Global Soil Security 2016 Conference, December 5-6, 2016, Paris, France. CRC Press LLC [4] McBratney, A., Field, D. J., & Koch, A. (2014). The dimensions of soil security. Geoderma, 213, 203-213. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2013.08.013 [5] Bert, V., Carre, F., Coudiere, H., Grison, C., & Gaucher, R. (2016). Enhancing ecosystem services of contaminated soil. 2. Global Soil Security Conference. https://hal-ineris.archives-ouvertes.fr/ ineris-01854333 [6] Bessagnet, B. (2016). The soil-air nexus: An important aspect of global soil security. 2. Global Soil Security Conference. https://hal-ineris.archives-ouvertes.fr/ineris-01853064 ABSTRACT Because soils are at the interface of lithosphere, atmosphere, hydrosphere and biosphere, they can tackle a large variety of societal challenges but are also a vulnerable resource. It is then necessary to find trade- off between protection and usage of soils. To this aim, a first conference was organized in 2015 to develop a new concept to share between soil scientists and stakeholders related to soils: the soil security. This is defined as the ability for soil to sustain functions to provide planetary services and human wellbeing. A second conference was organized in 2016, partly by Ineris, from which the book Global Soil Security: Towards More Science-Society Interfaces was published in 2019. The purpose was to share best practices about soil security evaluation between scientists and society. Five evaluation criteria were discussed: capacity (potential to contribute to ecosystem services), condition (current status of soil), capital (economic value), connectivity (links with stakeholders) and codification (regulation). Current research on capacity and condition are quite advanced but there is a need to further explore capital, connectivity and codification of soil. Figure 2 Liens entre critères d?évaluation de la sécurité des sols, disciplines scientifiques et société 34 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 COMPRENDRE ET MAÎTRISER LES RISQUES À L?ÉCHELLE D?UN SITE INDUSTRIEL ET D?UN TERRITOIRE Compréhension et maîtrise de l?instabilité des carrières de craie en zone inondable E n janvier 1910, la crue centen- nale du Loing à Château-Landon a provoqué l?effondrement d?un coteau sous-cavé par la carrière de craie de Beaulieu, générant un glis- sement de terrain de 100 000 m3 qui a causé la mort de 7 personnes. La surface de glissement était située 40 mètres à l?intérieur du coteau. Trois autres carrières s?étaient déjà effondrées dans ce secteur, n?en lais- sant qu?une seule intacte, la carrière Royer (figure 1). L?origine de ce mouvement de terrain massif est supposée être liée à la ruine d?une zone de petits piliers dont la rupture en chaîne a été causée par l?inondation. En effet, les résultats des essais de compression uniaxiale en laboratoire ont montré clairement que cette craie perdait presque toute résistance après saturation (perte de résistance de la roche saturée Rc/Rcsat = 2,5 [1]). La carrière Beaulieu présente plusieurs similitudes avec la carrière Royer qui lui est proche et reste toujours acces- sible. Cette dernière constitue donc un analogue pour étudier les méca- nismes possibles de ruine et la pos- sibilité d?un effondrement brutal et massif de ce type d?ouvrages aban- donnés en bord fluvial sous le forçage naturel d?une crue. ÉTUDE DE LA CARRIÈRE ROYER Des inspections visuelles et des rele- vés de dommages ont été effectués depuis 2015 pour caractériser l?état des galeries et piliers de cette carrière souterraine. L?inspection approfon- die in situ et par analyse d?images numériques de scanner 3D a permis de mettre en évidence la présence de failles normales avec un pendage parallèle au versant et situées à envi- ron 40 mètres à l?intérieur du coteau attestant des fortes contraintes tec- toniques auxquelles le massif de craie a été soumis. Jusqu?en 2015, aucun désordre signi- ficatif n?a été constaté. En 2016, un écaillage important le long de la faille F3 a été observé (figure 2), en rela- tion temporelle avec une nouvelle crue centennale du Loing. Modélisation géomécanique Les objectifs de la modélisation numérique sont : ? d?étudier de manière quantitative les scénarios de rupture basés sur les mécanismes supposés de l?effondrement de la carrière Beaulieu ; ? de définir une stratégie d?observation instrumentale continue. La montée de la nappe d?eaux souterraines et la lubrification des failles découpant le coteau sont les deux principaux mécanismes envisagés à partir desquels trois scénarios différents ont été élaborés. Les deux premiers scénarios visent à déterminer quel mécanisme est prédominant dans l?origine de l?effondrement. L?objectif du troisième scénario est d?estimer l?impact d?une forte pluviométrie. La distance normalisée par rapport au critère de rupture de Mohr-Coulomb (F) permet d?estimer la stabilité des piliers de craie : (c : cohésion, f : angle de frottement, s1 et s3 : contraintes principales res- pectivement majeure et mineure) La complexité géométrique de la car- rière Royer influence fortement le calcul de réserve de stabilité F. Pour ces raisons, la géométrie des vides a Auteur : Vincent RENAUD été acquise via un scanner laser 3D avec une haute résolution (figure 3). Si le premier scénario a permis de montrer que la lubrification de la faille (sans remontée de nappe) affecte peu la moyenne des facteurs F, avec une diminution de 1,2 %, le second scé- nario, correspondant à la remontée de nappe dans la craie, révèle une influence plus importante : F diminue alors de 29 %. Cela est dû au fait que ce mécanisme s?applique à toutes les zones situées sous la nappe, alors que la faille a une distance d?influence limi- tée. Enfin, l?écart de 2 % entre le scéna- rio 3 et le scénario 1 a montré qu?une forte pluviométrie a un faible impact sur la stabilité de la carrière tant que la base des piliers n?est pas saturée. Le facteur prédominant pour la sta- bilité est donc la remontée de nappe dans la craie, la présence de la faille jouant un rôle aggravant localement. Projet d?instrumentation La modélisation d?un scénario de crue dans la carrière Royer a permis d?iden- tifier deux zones potentiellement ins- tables, choisies pour y installer une instrumentation géotechnique (zone de petits piliers : zone A, plan de faille F3 : zone B) et une zone de contrôle (zone C, figure 3). Le rôle important de l?eau est aussi surveillé. L?objectif est de comprendre l?évolution de la teneur en eau de la craie, le taux d?hu- midité de l?air et le niveau de la nappe dans la carrière. La figure 3 résume les dispositifs de surveillance instal- lés en 2019. Figure 1 Emplacement des carrières effondrées de Château-Landon et position (en noir) de la carrière étudiée (Royer). Les dates sont celles de l?effondrement des différentes carrières. 35 ABSTRACT In January 1910, the 100-year flood of the Loing River caused the tragic collapse of an underground chalk mine at Château- Landon (France), which resulted in the death of 7 people. In this valley, three other underground chalk mines had already collapsed. The hydrogeological analysis of the site and the geomechanical studies carried out on the chalk enabled to elaborate a 3-stage collapse scenario: [1] exceptional rainfall generating intense flooding of the Loing, which plays the role of a hydraulic dam and causes [2] a rise of the chalk aquifer, which invades the underground structure [3] the lower parts of the mine and weakens the pillars until they collapse. To investigate this prob-able scenario, the Royer mine, the last underground mine still present in this sector, was thoroughly characterized. This study included a complete 3D scan of the mine, the 3D numerical modelling of its geomechanical behavior and the installation of a multiparameter monitoring system in order to study the site on a long term basis. Référence [1] Lafrance, N. 2016. Étude des effets de l?eau sur les phénomènes de rupture et de déformation affectant les carrières souterraines de craie. Thèse de doctorat, Université de Lorraine. Figure 2 Maillage du modèle numérique centré sur la carrière Royer. CONCLUSION Une rétroanalyse par modélisa- tion numérique a été conduite pour comprendre les mécanismes qui ont contribué à l?effondrement de la car- rière Beaulieu en 1910. Le modèle prend en compte la géométrie com- plexe de la carrière Royer acquise par scanner 3D. Il a permis d?identifier les zones de variations maximales de déplacements, de déformations et de contraintes. Ces informations ont été utilisées pour concevoir un « monito- ring » adéquat des grandeurs méca- niques et hydrauliques à observer. L?objectif est de mettre en évidence les relations de causes à effets sus- ceptibles de déclencher des mou- vements d?ampleur à partir de ces mesures multiparamètres et d?affiner en même temps les modèles géomé- caniques. Cette approche intégratrice (rétro-analyse de l?effondrement de 1910, numérisation et modélisation 3D des cavités, instrumentation de suivi in situ et contrôle des modèles) pour la compréhension et la préven- tion des risques de mouvements de terrains en grand concernent in fine bien d?autres sites avec des carrières de craie situées en zone inondable. Figure 3 Diagramme de l?instrumentation hydrogéologique et géotechnique de la carrière Royer.v 36 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 COMPRENDRE ET MAÎTRISER LES RISQUES À L?ÉCHELLE D?UN SITE INDUSTRIEL ET D?UN TERRITOIRE Impact géomécanique de la dissolution?: approche innovante par modélisation couplée multiphysique L e gypse est une ressource miné- rale importante en France et en particulier en Île-de-France où les masses de gypse renferment son sous- sol, exploité en carrières souterraines ou à ciel ouvert. Matière première du plâtre, le gypse est une roche évapori- tique soluble. Ainsi, dans un contexte naturel ou dans celui d?exploitations anthropiques, cette spécificité occa- sionne, au contact de l?eau, la dissolu- tion de la roche et peut créer en fonction des configurations, des vides souter- rains de dimensions plus ou moins importantes. Les premières recherches et développements menés par l?Ineris dans ce domaine avaient pour objectif d?améliorer la connaissance des méca- nismes de dissolution et de développer des outils de modélisation permet- tant de quantifier l?évolution spatio- temporelle de systèmes de dissolution. Ces travaux ont été enrichis en prenant en compte la composante géoméca- nique. En d?autres termes, le processus de dissolution est intégré dans les pro- blèmes géomécaniques en couplant les deux aspects. Cette approche couplée permet d?aborder les enjeux qui sous- tendent ces recherches notamment une meilleure prédiction des mouvements de terrain (et leurs impacts), ainsi que les conditions et l?instant de l?appari- tion de fontis ou d?éventuelles ruptures de piliers d?exploitations souterraines. Notons que dans le cadre de l?analyse des risques liés à la présence de cavi- tés souterraines, il est nécessaire de connaître ou, a minima, d?estimer la présence de cavités, leur localisation et leurs formes géométriques. COUPLAGE DISSOLUTION ? GÉOMÉCANIQUE Le modèle de dissolution est basé sur la transposition à l'échelle macro (ou échelle d?écoulement de Darcy), les équations régissant les phénomènes physiques au niveau des pores. Le changement d'échelle est basé sur une Auteur : Farid LAOUAFA théorie de moyenne en volume qui per- met de relier explicitement la forme des équations à l'échelle macro aux pro- priétés effectives à l'échelle des pores. L'application à plusieurs problèmes typiquement rencontrés en ingénie- rie montre l'importance de la solubilité de la roche sur la formation des cavi- tés, mettant en jeu un fort couplage avec la convection naturelle pour les grandes solubilités, et l'importance du couplage entre le processus de trans- port de la matière et le comportement géomécanique. Conceptuellement, l'ef- fet de ce couplage peut être divisé en deux parties. Dans la première partie, la dissolution conduit à la création de la cavité en dissolvant par exemple une partie d?un pilier. Cette évolution mor- phologique se traduit par une déforma- tion du milieu et une redistribution des contraintes qui peuvent localement atteindre le critère de rupture de la roche et induire des effondrements locaux ou à l?échelle de l?ouvrage. Ce couplage renseigne également sur le suivi temporel continu en chaque ins- tant et en chaque point de grandeurs physiques telles que les déplacements, les contraintes, les déformations, les concentrations de l?espèce chimique, etc. Plus précisément, les problèmes de couplage non linéaire multiphy- siques dépendant du temps sont résolus dans le cadre de la théorie des milieux poreux. Dans ces travaux, les conséquences de la dissolution sur le Figure 1 (haut) Modèle géométrique, localisation des lentilles de gypses et maillage. (bas) Représentation spatiale 3D du déplacement vertical en surface du sol en cm et état des lentilles de gypses (cercle rouge) à différents temps t= 10, 30, 50, 60 ans (y=year). Figure 2 Localisation de six points P1-P6 en surface du sol (gauche) et évolution temporelle du déplacement vertical de la surface du sol pendant la dissolution (droite). Figure 3 Évolution de la dissolution de la couche de gypse (en rouge) et de la déformation plastique effective induite dans les terrains de recouvrement. 37 ABSTRACT Many soluble rocks dissolve in contact with non-saturated fluid such as water. This transformation of solid rock into a flowing fluid leads most of the time to the development of cavities. If dissolution phenomenon can be of natural or human origin, it is most of the time non-observable. The dissolution of underground rocks has unavoidable effects on the mechanical behavior of the surrounding medium. The consequences may be for example, a soft deformation of the ground surface, subsidence, brutal rupture of the overburden, sinkholes, failure of pillars in old underground quarries. The innovative approach we propose is to couple the phenomenon of dissolution with the geomechanical issues. Therefore, the coupled approach has an undeniable predictive capability due the time dependent problem. In well-informed hydrogeological and geomechanical configurations one can quantitatively describe the space-time impact of dissolution. Dissolution is described using a Diffuse Interface Model (DIM). Here we describe briefly the mathematical and physical framework for the dissolution model. Rock material considered is gypsum, although the developed method is usable for other soluble rocks (limestone, halite). Three case studies are presented such as the subsidence induced by the dissolution of one or more subsurface gypsum lenses, the stability of an elastoplastic overburden and the failure of a gypsum pillar in an abandoned flooded underground quarry. Références [1] Laouafa, F. ; Guo, J. et Quintard, M. (2019) : Modeling of salt and gypsum dissolution : applications, evaluation of geomechanical hazards. European Journal of Environmental and Civil Engineering. DOI : 10.1080/19648189.2019.1579758. [2] Guo J. ; Laouafa, F. ; Quintard (2016). A theoretical and numerical framework for modeling gypsum cavity dissolution. Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech. Vol. 40, 1662-1689. [3] Laouafa, F. ; Guo, J. et Quintard, M. (2020) Underground rock dissolution and geomechanical issues". Rock Mechanics and Rock Engineering (soumis, 2020). comportement mécanique du milieu sont abordées par une analyse simpli- fiée. Pour ce dernier, nous considérons uniquement l'effet du changement de domaine induit par la dissolution. Le processus de dissolution va géné- rer des cavités croissantes (cas des lentilles) ou des sections transver- sales décroissantes des piliers. Le milieu rocheux est supposé saturé et drainé. Les problèmes sont supposés être isothermes, même s?il n'y a pas de difficulté particulière à introduire la température ni dans le formalisme de la dissolution ni dans les problèmes mécaniques. EXEMPLES?: AFFAISSEMENT, FONTIS, RUPTURE DE PILIERS, INDUITS PAR LA DISSOLUTION Dans les exemples présentés (calcul en 2D et 3D), nous considérons plusieurs problèmes couplés. La dissolution 3D de plusieurs lentilles de gypse conte- nues dans un milieu poreux. La problé- matique est décrite dans la figure 1 qui montre également l?évolution de l?af- faissement de la surface du sol pendant que la dissolution s?opère. On montre sur la figure 2, l?évolution temporelle de l?affaissement en six points situés en surface du sol au droit des lentilles. La figure 3 montre l?évolution de la zone plastique dans les terrains de recouvrement ayant un comportement élastoplastique avec la progression de la dissolution. Le modèle donne accès aux affaissements en fonction du temps mais également à la mise en pente de la surface du sol (figure 4). Dans le cadre de l?évaluation des risques liés à l?en- noyage d?une ancienne carrière souter- raine de gypse, la dissolution d?un pilier entretenue par l?écoulement d?une eau pure a été modélisée (figure 5). Celle-ci permet de déterminer l?échelle de temps à laquelle la déformation plastique du pilier conduit à la rupture de celui-ci (figure 6). Ces exemples simples montrent la nature prédictive de l'ap- proche proposée. CONCLUSION La problématique de dissolution des évaporites a été étudiée pour le gypse. Une approche de modélisation a été développée en utilisant un couplage faible (impact de la dissolution sur le comportement mécanique du milieu rocheux) entre la dissolution et le com- portement géomécanique. L'approche séquentielle faiblement couplée pour modéliser la dissolution et le compor- tement géomécanique a permis d'ob- tenir des résultats intéressants en termes d'analyse de risque. Une meil- leure précision, ou de nouvelles appli- cations, nécessiteraient l'introduction d'un couplage plus fort entre le compor- tement géomécanique et la dissolution. Un autre point qui semble intéressant à étudier est la dissolution dans des milieux présentant plusieurs échelles de porosité. Cela pourrait concerner par exemple, la dissolution des milieux frac- turés ainsi que les milieux à porosités doubles ou multiples porosités. Figure 4 Déplacement vertical de la surface du sol, comparaison?: entre le cas de dissolution et le comportement instantané (gauche). Évolution en % de la pente de la déformée de la surface du sol lors de la dissolution (droite). Figure 5 Modèle de pilier de gypse et conditions. Figure 6 Zone plastique au sein du pilier, ligne d?écoulement, isolvaleur de la concentration et exemple de champ vectoriel de vitesse du fluide à la base du pilier. 38 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 COMPRENDRE ET MAÎTRISER LES RISQUES À L?ÉCHELLE D?UN SITE INDUSTRIEL ET D?UN TERRITOIRE Compréhension du comportement complexe des massifs rocheux profonds en réponse à l?exploitation industrielle L es activités anthropiques impli- quant le sous-sol profond se développent constamment et sont confrontées à des condi- tions géomécaniques incertaines qui rendent difficile la prévention des risques géotechniques et géo- logiques, tels que le maintien de la stabilité des ouvrages ou la réacti- vation de faille. En particulier, l?ex- ploitation minière profonde génère des gradients de contraintes très éle- vés et de manière quasi instantanée lors du creusement des vides souter- rains (forages, galeries, tunnels, etc.) et, concomitamment, une sismicité induite. Cette dernière représente un problème majeur, d?origine encore mal comprise, qui peut se dévelop- per à des échelles et des magnitudes très différentes, depuis le micro- séisme déstabilisant brutalement un pilier, jusqu?au séisme perçu en surface et pouvant induire des dom- mages matériels. Dans ce contexte, la compréhension des mécanismes de rupture sis- mique est un objectif important pour mieux évaluer les risques associés. L?exploitation minière profonde offre un champ d?investigation unique à la recherche scientifique en termes d?accès observationnel à ces phéno- mènes. Elle permet de les étudier au plus proche et d?améliorer la stratégie de prévention des risques pour mieux garantir la sécurité des mineurs et la stabilité des infrastructures minières. Pour bien comprendre la réponse du massif rocheux à l?exploitation minière, il est nécessaire d?adopter une approche intégratrice, capable d?appréhender les phénomènes en jeu, en relation avec les caracté- ristiques géologiques locales ainsi qu?avec le processus technologique d?exploitation. Pour ce faire, l?Ineris développe des travaux de recherche fondés sur une approche combinant monitoring multiparamètres et modé- lisation géomécanique 3D complexe. Cette approche méthodologique a été testée dans la mine de Garpenberg en Suède (société minière Boliden) où un quartier en exploitation, situé à plus de 1 200 mètres de profondeur, a été instrumenté via une série de cap- teurs géophysiques et géotechniques reliés en réseau, pour suivre la sismi- cité induite ainsi que la variation du champ de contrainte local. En com- plément, un modèle numérique du type élastoplastique 3D (figure 1) Auteur : Francesca DE SANTIS a été élaboré pour évaluer les inte- ractions entre les modifications des contraintes induites et la génération d'activité sismique à grande échelle. Les données issues de la surveil- lance in situ, ainsi que les données d?observation géologique et de pro- duction minière fournies par le par- tenaire industriel, sont centralisées quasi automatiquement et mises à jour sur la plateforme de web moni- toring e.cenaris de l?Ineris. Le réseau de surveillance a permis de détecter et localiser plus de 700 évé- nements microsismiques sur une période de deux ans. Leur analyse a mis en évidence un comportement complexe du massif rocheux, carac- térisé par différents types de réponses mécaniques. En particulier, il a été démontré que la sismicité induite est d?une part strictement liée au pha- sage d?excavation et, d?autre part, qu?elle est aussi influencée par la géologie locale. La réponse sismique peut ainsi avoir un caractère local et de courte durée et se manifester à distance des zones excavées et per- durer dans le temps. C?est ce que tra- duisent les deux clusters de sismicité observés (figure 2) : l'un situé dans Figure 1 Géométrie du modèle élastoplastique. 39 ABSTRACT Mining induced seismicity generally appears in form of spatio-temporal clusters in the vicinity of the newly excavated volumes. It results from fracturing of the rock-mass and/or shearing on pre-existing fractures. In this work we investigated these processes in one of the orebodies of Garpenberg polymetallic mine (Sweden), using a multidisciplinary approach. It integrates visual observation of the deep underground environment, predictive and comparative 3D geomechanical digital modeling, high- resolution microseismic and geotechnical monitoring, as well as production data follow-up. Results show a complex rock mass response, with two main seismic behaviors: one local, short-term response directly induced by production, the other long-lasting over time and remote from excavations being mainly controlled by geological heterogeneities. Results also show a long-term post-blast aseismic rock behavior, which constitutes a third mechanism driving seismicity. All these findings open new perspectives for rethinking and improving standard procedures in rock-burst hazard assessment, geomechanical modelling and seismic monitoring in deep hard-rock mines. la zone de production (cluster cen- tral) et l'autre (cluster droit) situé à environ 80 m de distance des exca- vations, dans une zone caractérisée par la présence de lentilles de talc- schiste. L?essaim central est inter- prété comme la réponse directe et locale de la roche aux changements de contraintes quasi-statiques dus à l?excavation. En revanche, l?essaim latéral à la zone en exploitation, lui aussi associé temporellement aux tirs de production, semble être d?abord influencé par les hétérogénéités géo- logiques locales, avant le mécanisme de transfert de contraintes plus faible à grande distance. Les données géotechniques ont mon- tré que l'intensité du champ de défor- mations semble être plus corrélée à la séquence minière et à la proximité de zones de talc-schiste qu'au volume de roche excavée. Elles montrent éga- lement l?existence de mécanismes de fluage en réponse à l?exploitation. Ces mécanismes de fluage asis- miques peuvent à leur tour déclen- cher de manière différée la sismicité et pourraient expliquer l?occurrence de la séquence sismique non directement liée aux tirs de production. La modélisation géomécanique 3D a confirmé l?influence de la méthode d?exploitation sur la dynamique de redistribution des contraintes et a montré qu?une forte déformation plastique est induite dans les zones de talc-schiste. La comparaison entre les résultats du modèle et les observa- tions in situ a par ailleurs mis en évi- dence une bonne corrélation lorsque l?on considère la sismicité à proxi- mité des zones de production. En revanche, le modèle ne peut entière- ment expliquer la sismicité déclenchée à distance des nouvelles excavations, puisqu?il ne prend en compte que les effets quasi-statiques dus à l?avan- cement de l?exploitation. Des travaux de recherche complé- mentaires sont engagés pour caler des lois de fluage dans le modèle géo- mécanique et ainsi permettre d?iden- tifier les zones à forte concentration de contraintes pour anticiper les situa- tions mécaniquement instables géné- rées par l?extraction minière et qui peuvent apparaître de manière différée. L?approche croisée par la géo mécanique et la géophysique constitue une voie de progrès importante dans l?évaluation de l?aléa et du risque sismique. Référence De Santis, Francesca; Rock mass mechanical behavior in deep mines: in situ monitoring and numerical modelling for improving seismic hazard assessment ; thèse de doctorat. Université de Lorraine, 05/02/2019 Figure 2 Distributions spatio-temporelles de la sismicité induite. En bleu le cluster central (CC) et en violet le cluster de droite (RC). CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ 40 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 41 42 Observation en continu et sur le long terme de la composition chimique des particules fines sur la plateforme expérimentale SIRTA 44 Application de modèles récepteurs pour l?identification et la quantification des principales sources de particules atmosphériques 46 Modélisation in silico des chemins de l?effet néfaste (AOP) en toxicologie 48 Développement d?une approche de modélisation pour élucider les mécanismes du bisphénol A sur les populations d?épinoches en mésocosmes 50 Recherche des effets des radiofréquences de la téléphonie mobile sur la physiologie humaine : étude de l?activité cérébrale et la variabilité du rythme cardiaque 52 La modélisation toxicocinétique basée sur la physiologie (PBPK) pour l?exposome 54 Modélisation toxicocinétique chez les poissons pour l?évaluation du risque environnemental 56 Dispositifs de mesure en continu pour la surveillance des eaux de surface?: évaluer les performances métrologiques en conditions maîtrisées et sur le terrain 58 Évaluer l?inflammabilité de mélanges liquides par approches prédictives en complément des mesures expérimentales 60 Test d?éclatement d?un microréacteur en carbure de silicium Caractériser les dangers des substances et leurs impacts sur l?Homme et la biodiversité 42 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Observation en continu et sur le long terme de la composition chimique des particules fines sur la plateforme expérimentale SIRTA L es particules fines jouent un rôle majeur sur la qualité de l?air et sur le climat. Il est pri- mordial de pouvoir quantifier leurs sources, ainsi que celles de leurs précurseurs gazeux, pour la mise en oeuvre de plans d?action appropriés. Les études de tendance sur la compo- sition chimique de l?atmosphère sont également nécessaires afin d?évaluer l?efficacité des mesures de gestion et d?améliorer les connaissances de l?impact des particules sur le réchauf- fement climatique, actuel et à venir. Dans ce contexte, l?Ineris s?est associé dès 2011 au Laboratoire des sciences du climat et de l?environnement (LSCE) pour la création d?une plateforme de mesure in situ des polluants atmos- phériques. Cette plateforme expéri- mentale est localisée sur le plateau de Saclay (Essonne), à 25 km au sud- ouest de Paris, et est représentative de la pollution de fond en région Ile- de-France. Elle constitue aujourd?hui une composante importante du SIRTA (Site instrumenté de recherche par télédétection atmosphérique, sirta.ipsl.fr) et, à plus large échelle, de l?infrastructure de recherche Européenne ACTRIS (Aerosol, Clouds and Trace gases Research InfraStructure, www.actris.eu). Elle est également intégrée au pro- gramme CARA du Laboratoire cen- tral de surveillance de la qualité de l?air (LCSQA) pour la surveillance opérationnelle de la composition chimique et des sources des particules atmosphériques à l?échelle nationale (www.lcsqa.org/fr/le-dispositif-cara) ainsi qu?à différents programmes de recherche régionaux (tel que le DIM QI², nouveau domaine d?intérêt majeur de la région Ile-de-France). Parmi les particules atmosphériques, le comportement des aérosols car- bonés, formés de matière organique (AO, pour aérosols organiques) et de carbone suie (BC, pour Black Carbon), reste encore mal connu. Une thèse de doctorat (2016-2019) a été pré- parée par Yunjiang Zhang à l?Ineris afin d?exploiter les mesures automa- tiques et in situ des aérosols carbo- nés réalisées au SIRTA entre fin Auteurs : Olivier FAVEZ, Alexandre ALBINET 2011 et début 2018. Les principales sources d?AO ont pu être discrimi- nées à l?aide de l?outil Positive Matrix Factorization (type de « modèle récepteur ») appliqué aux données de spéciation chimique mesurées par un Aerosol Chemical Speciation Monitor (ACSM). Les propriétés d?ab- sorption de la lumière de BC et du brown carbon (BrC, fraction de l?AO absorbant le rayonnement ultravio- let) ont été mesurées à l?aide d?un aethalomètre multilongueurs d?onde, dont le principe de fonctionnement est basé sur le suivi en continuation de l'atténuation de la lumière par les particules fines s'accumulant sur une bande filtrante. Les résultats obte- nus indiquent notamment des cycles saisonniers, hebdomadaires et jour- naliers spécifiques aux différentes fractions des aérosols primaires et secondaires [1]. En particulier l?AO primaire (AOP), provenant essen- tiellement de la combustion de bio- masse et du transport routier, est prépondérant sur la période froide (de novembre à février), alors que le reste de l?année est dominé par Figure 1 Variations saisonnières moyennes des principales familles d?AO identifiées par PMF?: HOA principalement issu de la combustion d?hydrocarbures, BBOA issu de la combustion de biomasse, OOA?: aérosols organiques secondaires plus ou moins oxydés (respectivement MO-OOA et LO-OOA). 43 Figure 2 Augmentation des propriétés d?absorption du carbone suie (Eabs-880) avec le contenu en aérosols organiques secondaires (SOA), matérialisé par le diamètre des points - et leur degré d?oxydation (cf. axe des ordonnées) au SIRTA. Pour comparaison, les deux carrés représentent le degré d?oxydation de particules issues directement du trafic automobile et de combustion de biomasse, en tant que principales sources de BC en région Ile-de-France. des aérosols organiques oxygénés (figure 1). Parmi ces derniers, une fraction moins oxydée, provenant probablement de façon majeure de précurseurs biogéniques, est pré- pondérante en été (60 % de l?AO en moyenne estivale). Par ailleurs, les études de tendance ont montré une légère diminution des concentra- tions (de l?ordre de 0,05-0,20 µg/m3 par an) de toutes les fractions d?AO identifiées au cours de la période étu- diée, hormis pour cette fraction d?AO moins oxydée qui ne présente pas de tendance significative. Concernant les propriétés optiques, une contribution moyenne globale- ment équivalente à celle de BC a été observée pour le BrC dans le proche ultraviolet en hiver. En outre, il a été mis en évidence une augmentation significative des propriétés d?absorp- tion du BC liée à des interactions avec les aérosols secondaires en mélange interne, en particulier en été où les conditions photochimiques sont les plus favorables à une oxydation du BC. La fraction organique la plus oxy- dée a pu être identifiée comme prin- cipale responsable de ce phénomène (figure 2), faisant des aérosols orga- niques secondaires l?une des fractions des particules les plus importants à considérer par les modèles clima- tiques [2]. Ces observations sur le long terme ont également permis d?alimenter une étude publiée en 2019 sur l?in- fluence des émissions du volcan Bardarbunga (Islande) sur la qualité de l?air en Europe de l?ouest en 2014 et 2015 [3], ainsi qu?une autre étude portant sur l?origine des composés organiques volatils (COVs) en région Ile-de-France [4]. En lien avec cette dernière thématique, une nouvelle thèse de doctorat a débuté fin 2019 en partenariat avec le LSCE afin d?ex- plorer l?apport de l?observation de ces COVs pour une meilleure compréhen- sion des sources de l?AO. ABSTRACT This work aimed at investigating on-line and in situ carbonaceous aerosol measurements performed for more than 6 years at the SIRTA facility, representative of background air quality in the Ile de France region. Results illustrated well-marked seasonal, weekly, and diel cycles of the various primary and secondary carbonaceous aerosol fractions. Primary OA (POA), mainly from wood burning and traffic emissions, were confirmed to dominate submicron OA concentrations at wintertime, while Oxygenated OA (OOA) were shown as the major contributors during the rest of the year. Trend analyses indicated slight decreasing features (in the range of 0.05-0.20 µg m-3 yr-1) for every OA fraction, except for Less Oxidized OOA (LO-OOA). Regarding radiative impacts, a mean value of 1.6 was notably obtained for BC absorption enhancement (Eabs) in summer due to secondary aerosol lensing effect, supporting possible higher BC-related climatic impact than currently expected. Last but not least, More Oxidized OOA (MO-OOA) were shown as the main agent for this Eabs and then appeared as one of the most critical aerosol fractions to be considered within near-future climate models. Références [1] Zhang, Y., O. Favez, J.-E. Petit, F. Canonaco, F. Truong, N. Bonnaire, V. Crenn, T. Amodeo, A.S.H. Prévôt, J. Sciare, V. Gros and A. Albinet (2019): Six-year source apportionment of submicron organic aerosols from near-continuous highly time-resolved measurements at SIRTA (Paris area, France). Atmospheric Chemistry and Physics, 19, 14755-14776, doi: 10.5194/acp-19-14755-2019 [2] Zhang, Y., O. Favez, F. Canonaco, D. Liu, G. Mocnik, T. Amodeo, J. Sciare, A.S.H. Prévôt, V. Gros and A. Albinet (2018): Evidence of major secondary organic aerosol contribution to lensing effect black carbon absorption enhancement. Nature Partner Journal - Climate and Atmospheric Science, 1(47), doi: 10.1038/s41612-018-0056-2 [3] Boichu, M., O. Favez, V. Riffault, J.-E. Petit, Y. Zhang, C. Brogniez, J. Sciare, I. Chiapello, C. Lieven, S. Zhang, N. Pujol-Söhne, E. Tison, H. Delbarre, P. Goloub (2019): Large-scale particulate air pollution and chemical fingerprint of volcanic sulfate aerosols from the 2014- 15 Holuhraun flood lava eruption of Bardabunga volcano (Iceland). Atmospheric Chemistry and Physics, 19, 14253-14287, doi: 10.5194/acp-19-14253-2019. [4] Languille B., V. Gros, J.-E. Petit, C. Honoré, A. Baudic, O. Perrussel, G. Foret, V. Michoud, F. Truong, N. Bonnaire, R. Sarda- Estève, M. Delmotte, A. Feron, F. Maisonneuve, C. Gaimoz, P. Formenti, S. Kotthaus, M. Haeffelin and O. Favez (2020): Wood burning: a major source of Volatile Organic Compounds during wintertime in the Paris region. Science of the Total Environment, 711, 135055, doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.135055 44 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Application de modèles récepteurs pour l?identification et la quantification des principales sources de particules atmosphériques L? élaboration et l?évaluation des plans d?action visant à améliorer la qualité de l?air nécessitent l?identification et la quantification des principales sources d?émissions. Deux grands types de méthodologies sont alors principalement utilisées : ? celles se basant sur l?utilisation de modèles numériques permettant de simuler le devenir des polluants dans l?atmosphère à partir de cadastres d?émission, de la paramétrisation des conditions météorologiques et des processus physico-chimiques de (trans-)formation des PM (particulate matter) ; ? celles se basant sur la mesure des propriétés physico-chimiques des particules sur un site récepteur (« modèles récepteurs »). Ces derniers rendent compte des situations réelles et sont aujourd?hui couramment utilisés au sein de la communauté scientifique et par les acteurs de la surveillance de la qualité de l?air. Un guide méthodologique pour la mise en oeuvre des modèles récep- teurs a été édité dans le cadre des travaux du forum européen pour la modélisation de la qualité de l?air (FAIRMODE)1. L?Ineris s?est forte- ment impliqué dans ces travaux, en collaboration avec le Joint Research Center (figure 1). Les méthodologies appliquées incluent généralement la détermi- nation d?une grande diversité de traceurs spécifiques, suivie de l?uti- lisation d?outils statistiques basés soit sur une bonne connaissance a priori des principales sources et de leur profil d?émission, soit sur une détermination a posteriori de ces sources à l?aide de profils d?émis- sion déterminés par ailleurs. Quelle que soit l?approche utilisée, l?obten- tion de résultats pertinents nécessite une bonne connaissance de l?environ- nement immédiat du site d?étude et ainsi que l?élaboration d?une straté- gie expérimentale adaptée. Les informations fournies par les modèles récepteurs sont directement exploitables (et communicables) pour les sources primaires de particules (e.g., combustion de biomasse, émis- sions directes à l?échappement auto- mobile, sels de mer?). En revanche, pour les aérosols secondaires, les contributions obtenues ne peuvent permettre de statuer directement sur l?impact réel d?une modification des concentrations de leurs précurseurs gazeux (dont les sources restent, en outre, fréquemment à déterminer) sur leurs niveaux de concentrations par- ticulaires. En effet, comme les proces- sus de transformations secondaires ne sont généralement pas linéaires, les polluants émis par les différentes sources (anthropiques ou naturelles) réagissent entre eux, selon des pro- cessus que les modèles récepteurs ne peuvent ni discriminer ni quan- tifier. Pour exemple, les modèles récepteurs permettent d?estimer la contribution des émissions directes de particules par le transport routier, mais n?apportent pas d?information Auteur : Olivier FAVEZ 1 - https:// ec.europa.eu/jrc/ en/publication/ european-guide-air- pollution-source- apportionment- receptor-models Figure 1 Page de couverture de la version révisée du guide européen pour l?application de modèles récepteurs paru en 2019. Figure 2 Localisation des sites étudiés dans le cadre du projet SOURCES. 45 ABSTRACT The source apportionment of air pollutants currently constitutes an overarching challenge for policy makers. This can be accomplished using receptor models, which allows to attribute the mass of an atmospheric pollutant at a given site (called the receptor) to its emission sources by using multivariate analysis. These tools have the advantage of providing information derived from real-world measurements, including estimations of output uncertainty. However, there are limitations in their application to very reactive species. In this context, Ineris collaborated closely with the Joint Research Center (JRC) to edit a revised version of the European guidance document dedicated to the use of such data treatment tools, in collaboration with a group of international experts. This document notably includes tutorials, technical recommendations and check lists for different types of receptor models. In parallel, the SOURCES project supported by Ademe allowed to investigate 15 datasets corresponding to various sampling sites distributed all over France. An innovative aspect of this study is that receptor model analyses have been achieved in a harmonized way, allowing for accurate output comparisons. Figure 3 Contributions annuelles moyennes des principaux facteurs constitutifs des PM10 en fond urbain à l?échelle nationale. Référence [1] Weber, S., D. Salameh, A. Albinet, L. Alleman, A. Waked, J.-L. Besombes, V. Jacob, G. Guillaud, B. Mesbah, B. Rocq, A. Hulin, M. Dominik-Sègue, E. Chrétien, J.-L. Jaffrezo and O. Favez (2019): Comparison of PM10 source profiles at 15 French sites using a harmonized constrained positive matrix factorization approach. Atmosphere, 10, 310, doi: 10.3390/atmos10060310 quantitative précise sur l?influence réelle de cette même source dans la formation d?aérosols secondaires (en particulier le nitrate d?ammonium et les aérosols organiques secondaires). L?application de « modèles récep- teurs » implique généralement l?uti- lisation de nombreuses hypothèses conceptuelles et empiriques. Leur mise en oeuvre nécessite de documenter de la manière la plus exhaustive possible les choix réalisés au cours des diffé- rentes étapes de leur mise en oeuvre. En parallèle des travaux méthodolo- giques qu?il a menés sur ces approches, l?Ineris a également conduit une étude intégrative avec l?Institut des géo- sciences de l?environnement (CNRS/ Université Grenoble Alpes) permet- tant une réanalyse homogène d?une quinzaine de jeux de données français (figure 2) collectés entre 2012 et 2016 dans le cadre du programme CARA du LCSQA (Laboratoire central de sur- veillance de la qualité de l?air) et/ou de projets de recherche nationaux/ européens. Ce travail a été cofinancé par l?Ademe (projet SOURCES) et constitue la plus large étude de sources de PM10 au niveau national par application d?un modèle récepteur. Il a fait l?objet d?une publication scientifique en 2019, synthétisant les principaux résultats issus de cette étude [1]. À titre d?illustration, la figure 3 présente les contributions moyennes des principales sources de PM obtenus pour les environnements de fond urbains à l?échelle nationale (moyennes réalisées pour les sites indiqués en jaune sur la figure 2). 46 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Modélisation in silico des chemins de l?effet néfaste (AOP) en toxicologie LES CHEMINS DE L?EFFET NÉFASTE La toxicologie s?oriente vers la caractérisation des voies de toxicité conduisant à des effets néfastes. Mieux connaître les mécanismes biologiques et leurs étapes vers la survenue d?une pathologie permet- trait d?anticiper les perturbations liées à des expositions aux subs- tances chimiques. La définition de ces voies de toxicité est connue sous le nom d?AOP pour « Adverse Outcome Pathways » [1]. Un AOP décrit la cas- cade d?évènements déclenchés par l?interaction d?une substance avec des cibles moléculaires et pouvant mener à un effet néfaste au niveau de l?organisme. En mesurant l?am- plitude des effets intermédiaires en réponse à différentes doses et sce- narios d?exposition et en quantifiant la relation entre leurs évènements, les AOP pourraient fournir davantage d?informations pour l?évaluation des risques. Dans le but de contribuer à l?appli- cation des AOP, L?Ineris participe au projet européen H2020 EU-ToxRisk. D?une part, nous avons caractérisé les événements initiateurs de la stéa- tose hépatique et d?autre part, nous avons comparé plusieurs approches de quantification d?un AOP pour la maladie rénale chronique. MODÉLISATION QSAR D?ÉVÈNEMENTS INITIATEURS DE LA STÉATOSE HÉPATIQUE Le but de ce travail (figure 1), conduit en collaboration avec l?institut Mario Negri (Italie), était de développer des Auteurs : Enrico MOMBELLI, Cléo TEBBY modèles QSAR prédisant les activités biologiques d?une série de facteurs de transcription (FT) identifiés comme des événements moléculaires initiateurs (EMI) d?AOPs aboutissant à une stéatose hépatique [2]. Les données de trans- activation pour ces EMI ont été extraites de la base de données ToxCast [3]. Une des difficultés majeures de modélisation concernait la propor- tion réduite de substances actives. Lorsque les algorithmes QSAR sont confrontés à ce problème, ils biaisent les prédictions en surestimant l?ap- partenance à la classe majoritaire. Ce problème a été résolu grâce à l?algo- rithme des forêts d?arbres décision- nels (FAD). La première solution consistait à calibrer les FAD sur un jeu de données équilibré obtenu en Figure 2 Performance prédictive évaluée sur un jeu de validation externe (non utilisé lors de la calibration des modèles) des modèles QSAR consensus des EMI de la stéatose hépatique. Les étiquettes « up » et « dn » désignent respectivement un effet de régulation positive et négative de la trans-activation des FT. Les lignes horizontales indiquent les seuils critiques de validité de l?indicateur statistique MCC (coefficient de corrélation de Matthews) garantissant une spécificité et une sensibilité égales ou supérieures à 0,75. La performance prédictive de la majorité des modèles dépasse ces seuils. Figure 1 Schématisation de la modélisation QSAR des évènements moléculaires initiateurs de la stéatose hépatique. Les données répertoriées par la base de données ToxCast ont été utilisées pour calibrer des modèles QSAR capables d?identifier les substances pouvant perturber les facteurs de transcription impliqués dans les phénomènes stéatosiques. Ces prédictions QSAR permettent des approches de criblage virtuel visées à hiérarchiser des listes de substances chimiques en fonction de leur potentiel stéatosique. 47 ABSTRACT Toxicology is moving towards the characterization of mechanistic biological pathways leading to adverse outcomes. These toxicity pathways are defined as AOPs for ?Adverse Outcome Pathway?, which describe the cascade of events triggered by the interaction of chemicals with molecular targets that can lead to an adverse outcome at an organism or population level. By determining and modelling the nature of the relationship between each event based on in vitro measurements, AOPs can be quantified using mathematical tools. This unifying toxicological construct can be used in practice in risk assessment. Within the European project EU-ToxRisk, Ineris has contributed to the development of AOPs by characterizing the molecular initiating events of hepatic steatosis by QSAR modeling (Quantitative Structure- Activity Relationship) and by comparing several approaches to calibrate a quantitative AOP for chronic kidney disease. The developed QSAR models proved to be successful in virtual screening approaches aimed at identifying steatotic chemicals. The case study of chronic kidney disease provided insight into various techniques for quantitative AOP calibration, with further applications expected in Bayesian networks. Références [1] Leist, M., A. Ghallab, R. Graepel, R. Marchan, R. Hassan, S. H. Bennekou, A. Limonciel, M. Vinken, S. Schildknecht, T. Waldmann, E. Danen, B. van Ravenzwaay, H. Kamp, I. Gardner, P. Godoy, F. Y. Bois, A. Braeuning, R. Reif, F. Oesch, D. Drasdo, S. Hohme, M. Schwarz, T. Hartung, T. Braunbeck, J. Beltman, H. Vrieling, F. Sanz, A. Forsby, D. Gadaleta, C. Fisher, J. Kelm, D. Fluri, G. Ecker, B. Zdrazil, A. Terron, P. Jennings, B. van der Burg, S. Dooley, A. H. Meijer, E. Willighagen, M. Martens, C. Evelo, E. Mombelli, O. Taboureau, A. Mantovani, B. Hardy, B. Koch, S. Escher, C. van Thriel, C. Cadenas, D. Kroese, B. van de Water & J. G. Hengstler (2017) Adverse outcome pathways : opportunities, limitations and open questions. Arch Toxicol, 91, 3477-3505. [2] Gadaleta, D., S. Manganelli, A. Roncaglioni, C. Toma, E. Benfenati & E. Mombelli (2018) QSAR Modeling of ToxCast Assays Relevant to the Molecular Initiating Events of AOPs Leading to Hepatic Steatosis. J Chem Inf Model, 58, 1501-1517 [3] Judson, R., A. Richard, D. J. Dix, K. Houck, M. Martin, R. Kavlock, V. Dellarco, T. Henry, T. Holderman, P. Sayre, S. Tan, T. Carpenter & E. Smith (2009) The toxicity data landscape for environmental chemicals. Environ Health Perspect, 117, 685-95 [4] Zgheib, E., W. Gao, A. Limonciel, H. Aladjov, H. Yang, C. Tebby, G. Gayraud, P. Jennings, M. Sachana, J. B. Beltman & F. Y. Bois (2019) Application of three approaches for quantitative AOP development to renal toxicity. Computational Toxicology, 11, 1-13 excluant des substances inactives. La deuxième solution consistait à cali- brer chaque arbre décisionnel sur des sous-échantillons équilibrés du jeu de données. La combinaison des deux stratégies au sein d?une approche par consensus a donné les meilleurs résultats en termes de performance prédictive (figure 2). La majorité des modèles QSAR déve- loppés prédit avec un niveau de précision acceptable (sensibilité et spécificité ? 0.75) pour cinq EMI de la stéatose (PXR, AhR, NrF2, PPARg, PPARa). Ces modèles peuvent être utilisés lors d?une approche de criblage virtuel. En effet, la proba- bilité d?une substance d?induire la stéatose in vitro augmente avec le nombre d?EMI prédits comme actifs par les modèles. L?aire sous la courbe qui caractérise cette approche est égale à 0,76 indiquant un pouvoir de discrimination compatible avec un criblage de bases de données. QUANTIFICATION DE L?AOP POUR LA MALADIE RÉNALE CHRONIQUE À l?aide d?outils de modélisation mathématique, l?Ineris a étudié le lien entre les évènements successifs de l?AOP de la maladie rénale chronique (figure 3). L?amplitude de chaque évènement de cet AOP en réponse à différentes doses de bromate de potassium a été quantifiée in vitro à l?aide de cellules rénales par l?univer- sité médicale d?Innsbruck puis l?uni- versité Vrije d?Amsterdam. Pour établir la relation mathé- matique entre les évènements de l?AOP, trois approches ont été com- parées. Premièrement, des relations dose- réponse ont été établies entre chaque évènement et la dose d?expo- sition, permettant de modéliser les liens entre les évènements. La deu- xième approche consistait à cali- brer un réseau bayésien, qui repose sur des relations probabilistes entre chaque évènement. Ainsi les données obtenues pour chaque évènement clé renseignent l?ensemble des relations modélisées, ainsi que l?incertitude associée. La dimension temporelle de l?AOP a été en partie intégrée grâce au suivi temporel du stress oxydant (DCF). La troisième approche consis- tait à utiliser un modèle de biologie systémique modélisant le stress oxy- dant par la voie du facteur de trans- cription Nrf2 et du glutathion, qui intégrait un nombre important de processus intracellulaires à l?aide de 57 équations différentielles [4]. La méthode des réseaux bayésiens est celle qui, pour une qualité de prédiction équivalente, utilise le moins de paramètres. Mis à part le lien entre l?évènement initiateur et la dose, les relations modélisées sont linéaires. Le modèle de biolo- gie systémique permet d?obtenir des prédictions satisfaisantes mais requiert plusieurs étapes de calibra- tion en modulant les hypothèses sur le mécanisme d?action. La méthode des réseaux bayésiens a donc été retenue en raison de : ? sa simplicité par rapport aux outils de biologie systémique ; ? sa capacité à représenter des liens mécanistiques entre les évènements. Figure 3 Schéma de l?AOP de maladie rénale chronique et données modélisées. En vert?: les évènements. En jaune?: des mesures de marqueurs (GSH?: Glutathion?; DCF?: dichlorofluoresceine fluorescente) d?après (Zgheib et al. 2019). Les données représentent la dose-réponse de GSH à 1?heure d?exposition, le niveau de stress oxydant au cours du temps à différentes doses, et des mesures de lactate à plusieurs doses et durées d?exposition. 48 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Développement d?une approche de modélisation pour élucider les mécanismes du bisphénol A sur les populations d?épinoches en mésocosmes L e bisphénol A (BPA) est une substance chimique qui était utilisée dans de nombreux produits d?usage courant puisqu?il s?agissait d?un des constituants des plastiques rigides tels que le poly- carbonate. Reconnu comme pertur- bateur endocrinien, son utilisation est maintenant interdite dans un grand nombre de produits [1]. Afin d?évaluer les effets du BPA sur les organismes aquatiques, une expérience dans les rivières artificielles de l?Ineris a été réalisée en 2012 testant trois concen- trations de BPA (1, 10 et 100 µg/L) [2]. Lors de cette expérience, des impacts au niveau individuel et populationnel sur les épinoches à trois épines ont été observés à la plus forte concentration testée mais les causes expliquant ces effets n?ont pas été précisément élu- cidées à cette époque. Pour permettre d'extrapoler la toxicité observée au niveau moléculaire ou individuel au niveau de la population, nous avons élaboré un modèle de dynamique de population. Ce modèle, couplant un modèle individu-centré (IBM) et un modèle basé sur la théo- rie « Dynamic Energy Budget » (DEB), a été testé rigoureusement à l?aide d?analyses de sensibilité locales et globales afin d?identifier les para- mètres les plus influents sur ses pré- dictions. Ces paramètres ont ensuite été calibrés à l?aide de jeux de données provenant de deux expériences indé- pendantes en mésocosme. Enfin, pour évaluer la pertinence de ce modèle DEB-IBM pour décrire les dyna- miques de population des épinoches en mésocosme, ses capacités prédic- tives ont été évaluées à l'aide de trois jeux de données présentant différents scénarios environnementaux [3]. Pour ces trois expériences, les pré- dictions du modèle sont similaires aux observations faites en fin d?ex- périence. Les bonnes capacités pré- dictives de notre modèle permettent Auteur : Rémy BEAUDOUIN d?envisager son utilisation pour éva- luer les impacts des substances toxiques au niveau de la population en améliorant les analyses des expé- riences en mésocosme. Ainsi nous avons utilisé les données issues de l?expérience sur le BPA pour : ? évaluer le potentiel de ce modèle pour prédire les impacts au niveau de la population à l'aide de données écotoxicologiques issues de la littérature ; ? mieux comprendre les mécanismes de toxicité du BPA dans ces mésocosmes [4]. Pour cela, nous avons testé plusieurs modes d?action possibles du BPA (effets directs) en prenant en compte les effets sur l?environnement dans lequel vivent et se reproduisent les épinoches. Les effets directs du BPA sur les poissons ont été identifiés à partir des données de la littérature (figure 1) tandis que les effets indi- rects sur les épinoches ont été pris en Figure 1 Dose-réponses des effets du BPA sur la croissance (a), la mortalité des oeufs et des larves (b), la production de spiggine (c) et le niveau de développement des gonades (d) (David et al. 2019a). Les points représentent les données de la littérature, les lignes bleues représentent les doses-réponses ajustées sur les points de données. Les lignes noires représentent les courbes dose- réponse recalibrées sur les données de populations obtenues en mésocosme. Pour l?inhibition de la croissance, les lignes pleines représentent les doses-réponses pour les adultes (mâles et femelles) tandis que les lignes en pointillé représentent la dose-réponse pour les juvéniles. Figure 2 Distributions des fréquences des tailles des poissons prédites par le modèle par rapport aux fréquences des tailles des poissons observées (classe de 1 mm) pour chaque traitement au BPA?: 0 µg/L (a), 1 µg/L (b), 10 µg/L (c) ou 100 µg/L (d) (David et al. 2019a). Différents types de points représentent les fréquences des différentes populations observées. Les lignes noires et blanches pleines représentent les distributions médianes des populations simulées et observées. Le niveau de couleur représente la fréquence des populations simulées (1?000 simulations) ayant un pourcentage donné d?individus pour une classe de taille donnée. Les fréquences inférieures à < 1e-04 sont représentées en blanc. 1 - Lowest observed effect concentration 49 ABSTRACT Bisphenol A (BPA), a well-known endocrine- disrupting chemical, is ubiquitously present in the aquatic environment. Its impacts on populations of three-spined sticklebacks have been studied in artificial streams at low BPA doses. These experimental data showed clear impacts on the population, but the causes explaining the observed effects remained unclear. Here, we used an individual-based model coupled with a Dynamic Energy Budget model to (i) to predict BPA impacts on populations from individual level laboratory ecotoxicological endpoints and (ii) provide insight on the mechanisms of BPA toxicity in these mesocosms. To do that, both direct and indirect effects of BPA on sticklebacks were incorporated in the model. Direct BPA effects on fish have been identified based on literature data whereas indirect effects have been taken into account using sampling data from the exposed artificial streams. Results showed that direct BPA effects on fish mainly explained population structure in the mesocosms, but indirect effects were not negligible. Hence, this study showed the potential of modelling in risk assessment to predict the impacts on fish population viability from effects measured on organisms. Références [1] Beausoleil, C., Emond, C., Cravedi, J.P., Antignac, J.P., Applanat, M., Appenzeller, B.M.R. et al. (2018). Regulatory identification of BPA as an endocrine disruptor: Context and methodology. Molecular and cellular endocrinology, 475, 4-9. [2] de Kermoysan, G., Joachim, S., Baudoin, P., Lonjaret, M., Tebby, C., Lesaulnier, F. et al. (2013). Effects of bisphenol A on different trophic levels in a lotic experimental ecosystem. Aquat Toxicol, 144, 186-198. [3] David, V., Joachim, S., Tebby, C., Porcher, J.-M. & Beaudouin, R. (2019b). Modelling population dynamics in mesocosms using an individual-based model coupled to a bioenergetics model. Ecological Modelling, 398, 55-66. [4] David, V., Joachim, S., Porcher, J.M. & Beaudouin, R. (2019a). Modelling BPA effects on three-spined stickleback population dynamics in mesocosms to improve the understanding of population effects. Science of the Total Environment, 692, 854-867. Figure 3 Amélioration des prédictions des modèles prenant en compte les effets indirects du BPA seuls (gris clair), les effets directs du BPA seuls (gris moyen) ou les effets directs et indirects (gris foncé) pour les différentes variables descriptives des populations d?épinoches (David et al. 2019a). Les résultats sont représentés en termes de ratios entre le RMSE de ces différents modèles et le RMSE du modèle sans tenir compte des effets BPA pour chaque sortie. L?avantage moyen sur toutes les sorties est donné en haut à droite. F?: femelle. M?: Mâle. M.m?: mâle sexuellement mature. J?: Juvénile. C00?: poissons introduits dans les mésocosmes et CXX?: poissons nés dans les mésocosmes. L?: taille moyenne des poissons. CV?: variation dans une population des tailles des poissons. F.M.m, F.F et F.J?: fréquence de mâles sexuellement matures, de femelles, de juvéniles dans les populations. N?: nombre de poissons. compte à partir des données d'échan- tillonnage des proies provenant de nos rivières artificielles. Les résultats de modélisation ont montré que l?utilisation du modèle pour extrapoler les données de toxicité mesurées en laboratoire de l?échelle individuelle à l?échelle populationnelle semblait promet- teuse puisque celui-ci prédisait correctement les variables descrip- tives des populations d?épinoches à trois épines en fin d?expérience (figure 2). Néanmoins, comme les études en laboratoire s?intéressant aux effets du BPA sur les épinoches à trois épines sont relativement rares, nous avons dû intégrer des données obtenues chez différentes espèces. La variabilité inter espèce de la sen- sibilité au BPA est donc une source d?incertitude dans notre approche et représente un frein à l?utilisation du DEB-IBM pour extrapoler les effets de substances chimiques moins étudiées en laboratoire. Par ailleurs, nous avons identifié les principaux modes d?action du BPA sur les épinoches en mésocosme et nous avons évalué la contribution des effets directs sur les traits d?histoire de vie des épinoches et indirects sur leurs proies pour chacune des variables descriptives des populations d?épinoches. En effet, les effets directs du BPA sur les poissons (impact sur la formation des gonades, la croissance, le comportement repro- ducteur des mâles, la survie des oeufs et des larves) expliquaient principalement les modifications de la structure de la population d'épinoches à trois épines en fin d?expérience en mésocosme (figure 3). De plus, nous avons éga- lement proposé une démarche pour extrapoler des courbes dose-réponses à l?échelle de la population dans le but d?estimer des valeurs seuils de toxicité. Enfin, la LOEC1 la plus basse pour les variables descriptives des populations d?épinoches à trois épines a été esti- mée par modélisation à 10 µg/L de BPA. Ainsi, lors de cette étude de cas, notre approche basée sur la modélisation s?est montrée performante pour reproduire les dynamiques normales de populations et pour simuler les effets d?une substance toxique per- turbatrice endocrinienne. Ainsi, l?uti- lisation de ce modèle permettra de donner un sens écologique aux obser- vations faites en laboratoire, et donc de fournir des critères d?évaluation et de gestion du risque pertinents. 50 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Recherche des effets des radiofréquences de la téléphonie mobile sur la physiologie humaine : étude de l?activité cérébrale et la variabilité du rythme cardiaque L?utilisation croissante du téléphone portable a consi- dérablement augmenté l'ex- position de la population aux champs électromagnétiques de radiofré- quences (CEM-RF). Les effets bio- logiques de ces champs et leurs conséquences sur la santé humaine ont retenu l'attention des scienti- fiques, plus particulièrement les effets sur le cerveau. Certaines études ont examiné l'effet sur le flux sanguin cérébral [1] ou sur la réponse hémo- dynamique cérébrale via l'IRM fonc- tionnelle [2;3 ; 4] , alors que d'autres ont examiné l'activité électrique du cerveau via l'électro encéphalographie (EEG) (ex : [5]). L'un des effets cohérent observé sur l?EEG jusqu?à présent est la modulation de la puissance spec- trale de la bande alpha. Cependant, certaines études rapportent une augmentation de la puissance spec- trale de la bande alpha tandis que d'autres une diminution alors que quelques-unes n'ont montré aucun effet statistiquement significatif [6]. Il apparait donc que les effets de l'ex- position aux CEM-RF sur l'activité de la bande alpha ne sont toujours pas concluants. Une explication de ces résultats hétérogènes pourrait rési- der dans les écarts entre les études concernant l'utilisation des méthodo- logies et des protocoles expérimen- taux, les fréquences et les intensités appliquées par les systèmes d'expo- sition et les critères d'inclusion des participants ou tout simplement la variabilité de la technique utilisée (pour la revue, voir [6]). Afin de caractériser davantage la modulation de la bande alpha par les CEM-RF, la magnétoencéphalographie (MEG) combinée à l?IRM cérébrale ana- tomique individuelle pourrait être une alternative à la résolution spatiale limi- tée de l'EEG. Pour cette raison, le but de notre étude était d'étudier l'effet de l'ex- position GSM 900 MHz des téléphones portables sur l'activité MEG spontanée de la bande alpha au réveil avec l?es- pace capteur et l'espace source. En effet, comme dans l'EEG, la MEG enre- gistre les phénomènes corticaux avec une résolution temporelle en millise- condes, mais son principal avantage est une précision spatiale plus élevée à la fois dans l'enregistrement de sur- face et la reconstruction de la source. La topographie spatiale des données des capteurs MEG est visuellement et quan- titativement moins tachée et déformée par les changements de conductivité électrique entre le cerveau, le crâne et le cuir chevelu par rapport aux signaux EEG provenant de la même source céré- brale physiologique [7?; 8]. À notre connaissance, c'est la pre- mière fois qu'un protocole MEG est appliqué pour étudier l'impact poten- tiel des CEM-RF sur l'activité cérébrale au repos. Pour limiter les biais liés aux facteurs de confusion, nous avons également évalué la fréquence car- diaque et la variabilité de la fréquence cardiaque (VRC), en tant qu'indices de l'activité du système nerveux auto- nome [9]. METHODOLOGIE Les participants Trente-deux volontaires sains ont par- ticipé à cette étude (15 hommes et 17 femmes, âge moyen ± SD : 24,8 ± 3,5 ans, indice de masse corporelle moyen ± SD : 21,61 ± 1,87). Ils ont été sélectionnés selon des critères d'inclusion stricts. Aucun des par- ticipants n'avait d'antécédents de traumatisme crânien, de maladie neurologique ou psychiatrique ou de maladie chronique, d'invalidité ou de maladie aiguë récente. Les femmes enceintes n'ont pas été incluses dans l'étude (confirmé par le test de gros- sesse urinaire, le test de grossesse NADAL hCG 10 mUI / ml, nal von minden GmbH, Allemagne). Les critères d'inclusion comprenaient également des habitudes de sommeil régulières, pas de médicaments, pas de tabac, pas de consommation de drogues (confirmé par un test multi- drogue d'urine, NarcoCheck Evolutive, France). Les participants devaient s'abstenir de consommer de l'alcool et de la caféine pendant 24 heures avant chaque session et jeûner pendant au moins deux heures et demie avant le début de la session d'enregistrement. On leur a demandé de maintenir un cycle veille-sommeil régulier (de 8 h à 23 h ± 1 h) au moins une semaine avant l'expérience et de ne pas utili- ser leur téléphone portable le jour de l'expérience. Les femmes n'ont par- ticipé que pendant la phase follicu- laire de leur cycle ovarien- menstruel. Tous les participants ont donné leur consentement écrit en connaissance de cause et ont été indemnisés pour leur participation. Auteur : Brahim SELMAOUI Figure 1 Exemple de résultats de la modulation du rythme de l?alpha (haute) en espace capteur. Les analyses de données yeux fermés au niveau de l?espace capteur ont montré des changements de puissance dans la région corticale temporo-occipitale confirmant les résultats obtenus en espace source. Axe abscisse?: électrode par région?; axe ordonnée?: amplitude de la puissance spectrale de l?alpha bande. Figure 2 Exemple de résultats de la modulation du rythme de l?alpha (haute) en espace source. Les analyses de données yeux fermés au niveau de l?espace source ont montré des changements de puissance dans la région corticale temporo- occipitale confirmant les résultats obtenus en espace capteur. 51 Toutes les procédures ont été approu- vées par le Comité d'éthique français CPP Ouest VI (ID n° : RCB 2017- A01702-51) et étaient conformes à la déclaration d'Helsinki. Système d'exposition Afin d'assurer une conception en double aveugle, les systèmes d'ex- position consistaient en deux appa- reils téléphoniques GSM (Nokia 6650) avec exactement la même forme et la même structure, qui ne différaient que par l'émission CEM-RF, comme indiqué précédemment [1?; 5]. Le signal émis était un signal GSM fonctionnant à une fréquence de 900 MHz, modulé à 217 Hz avec une puissance maximale de 2 W, équi- valent à une puissance moyenne de 250 mW avec 1/8 de rapport cycli- que. Les taux d'absorption spécifiques maximaux (DAS) ont été moyennés sur 10 g de tissu et 1 g de tissu ainsi que la valeur maximale qui donnent les valeurs des mesures suivantes : 0,49 W/kg, 0,70 W/kg et 0,93 W/kg, respectivement. Le SAR du téléphone factice était inférieur au niveau de détection du système (0,001 W/kg) à n'importe quelle position du fan- tôme et aucun champ électrique n'a été détecté à la surface du télé- phone factice, comme indiqué dans nos études précédentes [1?; 5]. Protocole expérimental Les participants ont assisté à deux sessions d'enregistrement à une semaine d'intervalle à la même heure de la journée. Nous avons utilisé une conception expérimentale croisée, randomisée, en double aveugle et contrebalancée. Chaque session a été caractérisée par trois phases d?enre- gistrement : les valeurs de base (réfé- rences) avant exposition, la période d'exposition avec CEM-RF réelle ou fictive et la période de post- exposition sans le téléphone. En raison de l'in- terférence du CEM-RF sur les cap- teurs MEG, le MEG a été enregistré uniquement pendant la période de référence (avant exposition) et pen- dant la période post-exposition. L'EEG a été enregistré pendant toute la durée de la session expérimentale. Nous avons étudié les effets de l'ex- position aux radiofréquences des téléphones portables sur les bandes alpha inférieures et supérieures. Le magnéto encéphalogramme a été enregistré chez des volontaires sains au repos avant et après une expo- sition aux radiofréquences avec les yeux ouverts et les yeux fermés. Les densités spectrales de puissance ont été estimées au niveau du capteur et de l'espace source. RÉSULTATS Les résultats ont indiqué un effet significatif de l'exposition aux radiofréquences sur les bandes alpha inférieures et supérieures, principa- lement représentées par une dimi- nution des densités de puissance spectrale. En particulier, des ana- lyses de données yeux ouverts dans l'espace capteur et l'espace source ont localisé la modification de la puissance dans les régions corticales pariétales et fronto-pariétales, res- pectivement. Les analyses de données yeux fermés au niveau du capteur et de la source ont montré des change- ments de puissance dans la région corticale temporo-occipitale. Aucun des autres paramètres physiolo- giques de la variabilité du rythme cardiaque étudiée ici n'a rapporté de différence statistiquement significa- tive liée à la condition d'exposition. DISCUSSION Cette étude de magnétoencépha- lographie dans l?espace capteur et l'espace source a confirmé que les radio fréquences modulent l'activité de la bande alpha. Les régions corticales impliquées dans les changements de puissance inférieurs et supérieurs semblent être liées à la condition des yeux : yeux ouverts ou yeux fermés. ABSTRACT The aim of our study was to investigate the effect of GSM 900 MHz cell phone exposure on spontaneous waking MEG activity in the alpha band with the sensor and source space. In order to limit the biases associated with confounding factors, we also evaluated heart rate and heart rate variability as indices of autonomic nervous system activity. The exposure systems consisted of two GSM phone devices with exactly the same shape and structure, which differed only in RF-EMF emission. The maximum specific absorption rates were averaged over 10g of tissue and 1g of tissue, as well as the maximum value, giving the following measurement values: 0.49W/kg, 0.70W/kg and 0.93W/kg, respectively. The results indicated a significant effect of RF exposure on the lower and upper alpha bands, mainly represented by a decrease in spectral power densities. In particular, analyses of open-eye data in the sensor space and source space localized the power change in the parietal and fronto-parietal cortical regions, respectively. Analyses of closed-eye data at the sensor and source showed power changes in the temporo-occipital cortical region. None effect observed in the other physiological parameters. Références [1] Ghosn R, Thuroczy G, Loos N, Brenet-Dufour V, Liabeuf S, et al. (2012). "Effects of GSM 900 MHz on middle cerebral artery blood flow assessed by transcranial Doppler sonography." Radiat Res 178(6): 543-50, PMID: 23106209, DOI: 10.1667/RR3007.1. [2] Curcio G, Nardo D, Perrucci MG, Pasqualetti P, Chen TL, et al. (2012). "Effects of mobile phone signals over BOLD response while performing a cognitive task." Clinical Neurophysiology 123(1): 129-36, PMID: 21741302, DOI: 10.1016/j.clinph.2011.06.007. [3] Lv B, Shao Q, Chen Z, Ma L and Wu T (2015). "Effects of acute electromagnetic fields exposure on the interhemispheric homotopic functional connectivity during resting state." Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc., PMID: 26736632, DOI: 10.1109/EMBC.2015.7318732. [4] Wei Y, Yang J, Chen Z, Wu T and Lv B (2019). "Modulation of resting-state brain functional connectivity by exposure to acute fourth-generation long-term evolution electromagnetic field: An fMRI study." Bioelectromagnetics 40(1): 42-51, PMID: 30562416, DOI: 10.1002/bem.22165. [5] Ghosn R, Yahia-Cherif L, Hugueville L, Ducorps A, Lemarechal JD, et al. (2015). "Radiofrequency signal affects alpha band in resting electroencephalogram." J Neurophysiol 113(7): 2753-9, PMID: 25695646, DOI: 10.1152/jn.00765.2014. [6] Wallace J and Selmaoui B (2019). "Effect of mobile phone radiofrequency signal on the alpha rhythm of human waking EEG: A review." Environ Res 175: 274-86, PMID: 31146099, DOI: 10.1016/j.envres.2019.05.016. [7] Hari R, Parkkonen L and Nangini C (2010). "The brain in time: insights from neuromagnetic recordings." Ann N Y Acad Sci 1191: 89-109, PMID: 20392277, DOI: 10.1111/j.1749-6632.2010.05438.x. [8] Baillet S (2017). "Magnetoencephalography for brain electrophysiology and imaging." Nat Neurosci 20(3): 327-39, PMID: 28230841, DOI: 10.1038/nn.4504. [9] Shaffer F and Ginsberg JP (2017). "An Overview of Heart Rate Variability Metrics and Norms." Front Public Health 5: 258, PMID: 29034226, DOI: 10.3389/fpubh.2017.00258. Figure 3 Enregistrement magnétoencéphalographie (MEG). Figure 4 Enregistrement électroencéphalographie (EEG). 52 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ La modélisation toxicocinétique basée sur la physiologie (PBPK) pour l?exposome D e nombreuses études sug- gèrent que la survenue et la sévérité de maladies, notam- ment chroniques, sont imputables à une combinaison de facteurs géné- tiques et environnementaux. Les expositions aux facteurs environne- mentaux sont extrêmement variées, changeantes et complexes. On quali- fie d?exposome l?ensemble des expo- sitions couvrant la vie entière. Parmi les méthodologies pour caractériser l?exposome individuel, la modélisation toxicocinétique basée sur la physio- logie (PBPK) permet de comprendre le lien entre exposition environnemen- tale et exposition interne dans l?or- ganisme. Nos travaux portent sur l?interprétation des biomarqueurs d?exposition mesurés lors d?études de biosurveillance pour prédire les expo- sitions chimiques lors des périodes de vulnérabilité et sur l?identification de co-expositions de substances. EXPOSITION DANS LES TISSUS CIBLES Des études épidémiologiques montrent que l?exposition prénatale à l?acide perfluorooctanesulfonique (PFOS) et à l?acide perfluorooctanoïque (PFOA) est associée à des effets néfastes sur la santé des enfants. Cependant bon nombre de ces associations statis- tiques restent mal caractérisées en raison d?incertitudes sur l?exposition foetale. Nous avons mis en place une approche de modélisation afin de fournir des indicateurs d?exposition foetale en lien avec la survenue de ces effets et l?avons appliquée à une cohorte mère-enfant (INMA ? INfancia y Medio Ambiente) [1]. Notre approche se base sur la trans- position de concentrations en PFOS et PFOA mesurées dans le sang maternel à un instant de la grossesse en concen- trations au niveau du foetus dans les tissus cibles sur toute la période de grossesse par l?intermédiaire d?un modèle PBPK. La concentration et l?ex- position cumulée (AUC) ont été cal- culées dans plusieurs organes cibles, soit un total de sept indicateurs. La figure 1 présente les concentrations plasmatiques chez les foetus INMA qui augmentent continuellement lors de la grossesse. On observe aussi que les concentrations foetales en fin de grossesse sont similaires pour les deux composés malgré le facteur 2 entre les concentrations maternelles mesurées. Au niveau individuel, les schémas d?ex- position varient considérablement d?un foetus à l?autre. Le tableau 1 présente la comparai- son des indicateurs entre le PFOA et le PFOS. Environ 10 % de la popu- lation disposent de tous ses indi- cateurs PFOA supérieurs à ceux du PFOS, 20 % présentent la situation inverse, et environ 70 % présentent un ordre différent entre PFOA et PFOS. Les expositions foetales simulées Auteurs : Céline BROCHOT, Florence ZEMAN apportent donc des informations complémentaires aux concentra- tions maternelles mesurées, et permettent de prédire l?exposition prénatale dans les organes cibles pendant les fenêtres de sensibilité. Des travaux futurs mettront en rela- tion ces indicateurs avec des effets néfastes observés chez les enfants. EXPOSITION À DES MÉLANGES DE PYRÉTHRINOÏDES La population française est forte- ment exposée aux pyréthrinoïdes, des insecticides ubiquitaires. Nous avons développé un modèle global reliant l?exposition externe à quatre pyréthrinoïdes (perméthrine, cyper- méthrine, cyfluthrine et deltamé- thrine) aux concentrations urinaires des cinq métabolites mesurés lors d?études de biosurveillance [2]. Le modèle global a été évalué avec des données humaines (figure 2). Dans l?ensemble, le modèle reproduit bien les données : 89 % des prédictions sont éloignées des données d?un fac- teur 3 au maximum. Le modèle global a ensuite été appliqué pour prédire les niveaux de métabolites urinaires à partir de scénarios d?exposition réalistes pour la cohorte française ENNS ? Étude Nationale Nutrition Santé. Les prédictions du modèle sont proches des données de la cohorte avec des rapports médians entre prédictions et Tableau 1 Comparaison des sept indicateurs de l?exposition foetale entre le PFOA et le PFOS pour les enfants (au stade foetus) de la cohorte INMA. Les résultats sont présentés sous la forme de pourcentage des individus. PFOA > PFOS PFOA < PFOS Charge corporelle à la naissance (µg) 68,2?% 68,2?% Concentration plasmatique (µg/L) Fin du trimestre 1 79,8?% 20,2?% Fin du trimestre 2 70,8?% 29,2?% Naissance 65,9?% 34,1?% Aire sous la courbe (µg.day/L) Cerveau 39,9?% 60,1?% Rein 78,0?% 22,0?% Foie 9,2?% 90,8?% 53 ABSTRACT The exposome encompasses life-course environmental exposures from the prenatal period onwards. Among the methodologies for characterizing the exposome, we develop physiologically based pharmacokinetic (PBPK) modelling that links chemical external exposure to internal exposure in the body. Our work concerns the interpretation of biomarkers of exposure measured in biomonitoring studies to predict chemical exposures during periods of vulnerability and to identify co-exposures. The aim of the first study was to provide new indicators of foetal exposure for the INMA (INfancia y Medio Ambiente) birth cohort for two perfluoroalkyl substances. We developed a pregnancy PBPK model to transpose maternal PFOS and PFOA concentrations measured at the end of the first trimester of pregnancy into foetal concentrations in target tissues throughout pregnancy. The second study aimed at developing a global toxicokinetic model that links the external exposure to four widely-used pyrethroids (deltamethrin, permethrin, cypermethrin, and cyfluthrin) to the urinary concentrations of their metabolites. The model combined with realistic cumulative and aggregated exposures to pyrethroids was applied to the French population. Références [1] Céline Brochot, Maribel Casas, Cyntia Manzano-Salgado, Florence A. Zeman, Thomas Schettgen, Martine Vrijheid, Frédéric Y. Bois. Prediction of maternal and foetal exposures to perfluoroalkyl compounds in a Spanish birth cohort using toxicokinetic modelling. Toxicology and Applied Pharmacology 379 (2019) 114640. [2] Paul Quindroit, Rémy Beaudouin, Céline Brochot. Estimating the cumulative human exposures to pyrethroids by combined multi- route PBPK models : Application to the French population. Toxicology Letters. Volume 312, 15 September 2019, Pages 125-138 [3] Personne S, Marcelo P, Pilard S, Baltora-Rosset S, Corona A, Robidel F, Lecomte A, Brochot C, Bach V, Zeman F. (2019). ?Determination of maternal and foetal distribution of cis- and trans- permethrin isomers and their metabolites in pregnant rats by liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS).? Anal Bioanal Chem 411(30): 8043-8052. [4] Dimosthenis Sarigiannis, Spyros Karakitsios, Elena Dominguez- Romero, Krystalia Papadaki, Celine Brochot, Vikas Kumar, Marta Schumacher, Moustapha Sy, Hans Mielke, Mathias Greiner, Martin Scheringer. Physiology-based toxicokinetic modeling in the frame of the European Human Biomonitoring Initiative. Environmental Research. Volume 172, May 2019, Pages 216-230 [5] Marc Codaccioni, Frédéric Y. Bois, Céline Brochot. Placental transfer of xenobiotics in pregnancy physiologically-based pharmacokinetic models : structure and data. Computational Toxicology 12 (2019) 100111. données entre 0,58 et 1,5. Nous avons ensuite évalué les contributions des trois voies d'exposition et des quatre pyréthrinoïdes aux concentrations de métabolites urinaires. Les résultats montrent que l?exposition par voie orale est majoritaire (environ 99 %) et que la deltaméthrine concourt davantage à l?exposition externe cumulée des pyréthrinoïdes qu?à l?exposition interne pour le métabolite commun 3-PBA alors que c?est l?inverse pour la perméthrine. Notre modèle global multivoie est le premier à considérer plusieurs pyréthrinoïdes simultanément et à inclure l?impact d?une exposition cumulée sur les biomarqueurs d?exposition, ce qui constitue une amélioration des pratiques actuelles qui traitent chaque composé séparément. Actuellement, nous poursuivons nos travaux pour étendre notre modèle aux femmes enceintes en caractérisant le passage transplacentaire de ces composés [3]. CONCLUSION Ces deux exemples illustrent l?intérêt de la modélisation PBPK pour carac- tériser l?exposome individuel, qui est aussi promu par l?initiative euro- péenne sur la biosurveillance humaine (projet européen HBM4EU). Dans ce contexte, nous identifions et évaluons l?adéquation des modèles PBPK exis- tants pour l?évaluation des risques afin de promouvoir leur utilisation [4?; 5]. Figure 2 Comparaison des prédictions du modèle avec les données expérimentales obtenues chez l?homme après exposition orale, cutanée ou par inhalation à un pyréthrinoïde. Les cinq métabolites sont représentés (3-PBA, F-PBA, cis-DCCA, trans-DCCA, DBCA) ainsi que la trans- et cis-perméthrine. La ligne pleine est la correspondance parfaite entre les prédictions et les données expérimentales. Les lignes en tirets représentent l?intervalle d?erreur de 5 et les lignes pointillées l?intervalle d?erreur de 10. Figure 1 Concentrations plasmatiques foetales, simulées avec le modèle PBPK, au cours de la grossesse pour le PFOA (bleu) et le PFOS (vert) pour la cohorte INMA. 54 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Modélisation toxicocinétique chez les poissons pour l?évaluation du risque environnemental L a survenue d?effets liés à l?ex- position à des substances chimiques seules ou en mélange dépend de l?exposition interne des organismes. Cette dernière peut être évaluée en établissant une relation entre les concentrations dans l?en- vironnement et les concentrations dans l?organisme. Cette relation doit notamment prendre en compte les facteurs environnementaux et biolo- giques qui peuvent influencer la bioac- cumulation [1]. La toxico cinétique d?un contaminant décrit son deve- nir au cours du temps dans un orga- nisme selon quatre processus (ADME) : l?absorption, la distribution dans les organes, le métabolisme et l?excré- tion. Les modèles toxicocinétiques à fondement physiologique (appelés aussi PBPK pour Physiologically based pharmacokinetic) permettent une des- cription réaliste de la toxicocinétique. Dans le cadre d?un projet européen financé par l?EFSA (European Food Safety Authority) visant à pro- mouvoir la prise en compte de la toxicocinétique dans l?évaluation des risques pour l?environnement, notre revue de la littérature a mon- tré que les modèles publiés ont prin- cipalement été développés pour des espèces aquatiques et en particulier des poissons [1]. Ainsi, une trentaine de publications utilisent des modèles PBPK chez des poissons téléostéens. Ces modèles existants étant spéci- fiques de substances particulières, d?un mode d?exposition ou de condi- tions expérimentales, ils ne peuvent pas être facilement utilisés dans le cadre d?évaluation de risque. Pour pallier ces limites, nous avons développé des modèles génériques pour quatre espèces couramment utilisées en écotoxicologie [2] : le poisson zèbre, la truite arc-en-ciel, le vairon tête de boule et l?épinoche à trois épines. Ces modèles ont été construits de façon à pouvoir être utilisables pour un grand nombre de substances chimiques. La structure des quatre modèles est iden- tique mais leur paramétrisation dif- fère entre les espèces (figure 1). Les paramètres physiologiques de chaque espèce et leur variabilité inter-indivi- duelle ont été estimés à partir d?une méta-analyse de données expérimen- tales produites à l?Ineris ou publiées. De Auteurs : Rémy BEAUDOUIN, Cleo TEBBY plus, de nouvelles approches mécanis- tiques ont été proposées pour inclure les effets de la croissance et de la tem- pérature. Les modèles ont été évalués pour neuf contaminants environne- mentaux. Les prédictions sont satis- faisantes : sans calibrer le modèle avec les observations, 50 % des écarts entre prédictions et observations étaient inférieures à un facteur 3 pour six des neuf produits chimiques et 75 % des écarts à un facteur 3 pour les trois produits chimiques les plus lipophiles (figure 2). Pour un composé perfluoré, nous disposions de mesures répétées de toxicocinétique (collaboration avec l?Inrae) qui nous ont permis d?in- vestiguer précisément les processus ADME de ces composés persistants et ubiquitaires dans l?environne- ment [3] ainsi que les effets de la température de l?eau sur la toxicoci- nétique [4]. La modélisation a per- mis de préciser les voies d?excrétion majoritaires de ces substances, qui sont difficilement mesurables chez le poisson. L?effet de la température a été inclus au niveau de paramètres ADME, et notamment de façon nova- trice au niveau des coefficients de par- tage entre le plasma et les organes. Ainsi, nous obtenons des prédictions précises des concentrations de PFOS dans les organes de truites à diffé- rentes températures (figure 3). L?apport des modèles PBPK pour amé- liorer la caractérisation des effets de mélanges de substances a aussi été évalué. Notre modèle PBPK pour la truite arc-en-ciel a été appliqué pour modéliser la cinétique de la méla- mine et l?acide cyanurique [5]. Les modèles PBPK des deux composés ont été combinés et un modèle de for- mation de cristaux pour le mélange a été ajouté pour prédire l?intensité de la formation de cristaux sous l?hy- pothèse que ces derniers soient for- més soit dans l?urine soit dans les reins. La modélisation de la ciné- tique de la mélamine et de l?acide cyanurique a permis de mieux com- prendre et prédire l?intensité de la formation des cristaux en cas d?ex- positions séquentielles d?intensité Figure 1 Schéma de la structure des modèles PBPK développés. Les sites d?absorption, d?excrétion et de métabolisme sont représentés respectivement en orange, violet et vert. Schéma issu de Grech et al. (2019). 55 ABSTRACT Risk assessment relies on understanding adverse effects of chemicals on living organisms and on estimating how exposure to a chemical can cause these adverse effects. Toxicokinetics bridge the gap between external exposure and internal concentrations at target organs. Physiologically-based toxicokinetic (PBPK) models were developed for four species of fish, with a same underlying structure and with the aim of being applicable to a wide range of chemicals. Additional experiments were carried out to adapt the model to the case of polyfluoroalkyl substances (PFAS) chemicals and to better integrate effects of water temperature. The PBPK models were also used to predict and better understand the effect of a binary mixture (melamine and cyanuric acid) in fish, using specific additional toxicodynamic submodels. Références [1] Grech, A., C. Brochot, J. L. Dorne, N. Quignot, F. Y. Bois, and R. Beaudouin. 2017. Toxicokinetic models and related tools in environmental risk assessment of chemicals. Science of the Total Environment 578 :1-15. [2] Grech, A., C. Tebby, C. Brochot, F. Y. Bois, A. Bado-Nilles, J. L. Dorne, N. Quignot, and R. Beaudouin. 2019. Generic physiologically-based toxicokinetic modelling for fish : Integration of environmental factors and species variability. Science of the Total Environment 651 :516-531. [3] Vidal, A., M. Babut, J. Garric, and R. Beaudouin. 2019. Elucidating the fate of perfluorooctanoate sulfonate using a rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) physiologically-based toxicokinetic model. Science of the Total Environment 691:1297-1309. [4] Vidal, A., M. Babut, J. Garric, and R. Beaudouin. 2020. Temperature effect on perfluorooctane sulfonate toxicokinetics in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss): exploration via a physiologically based toxicokinetic model. Aquatic toxicology na:NA [5] Tebby, C., C. Brochot, J.-L. Dorne, and R. Beaudouin. 2019. Investigating the interaction between melamine and cyanuric acid using a Physiologically-Based Toxicokinetic model in rainbow trout. Toxicology and Applied Pharmacology 370:184-195. variable ou de co-exposition. Notre étude a démontré, pour la première fois, comment les modèles PBPK pour les poissons peuvent jouer un rôle clé dans la compréhension et la prédiction des effets de mélanges. Cette étude illustre également com- ment des effets indésirables peuvent potentiellement se produire même lorsque les composés ne sont pas administrés ensemble en mélange. En conclusion, les travaux de modé- lisation de la toxicocinétique chez le poisson ont permis de mettre à dispo- sition des modèles adaptés à un grand nombre de substances. Les modèles PBPK développés permettent l?inté- gration de données disparates en faci- litant l?extrapolation entre espèces et entre des conditions expérimentales. Le couplage avec des modèles de toxicodynamie, tels que les chemins d?effets adverses (AOP), permettra de mieux comprendre les processus impliqués dans la survenue d?effets des substances chimiques seules ou en mélange. Figure 2 Comparaison des concentrations prédites et observées (µg/g) pour le PCB 152 (substance lipophile) chez la truite arc-en-ciel. Les lignes pointillées représentent un écart d?un facteur 3 et 10 par rapport aux observations. Figure issue de Grech et al. (2019). Figure 3 Résultats des simulations du modèle PBPK pour le PFOS à une température de 19 °C (courbes rouges) et 7 °C (courbes bleues) (figure extraite du mémoire de thèse d?A.Vidal). Les points gris représentent les données (n=5 poissons) et les croix rouges ou noires les moyennes géométriques. Les lignes représentent les prédictions, et les zones colorées les intervalles de crédibilité. 56 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Dispositifs de mesure en continu pour la surveillance des eaux de surface?: évaluer les performances métrologiques en conditions maîtrisées et sur le terrain L a directive-cadre sur l?eau (DCE) [1] fixe des objectifs d?at- teinte du bon état des eaux et un processus de mise en oeuvre, rythmé par la production et l?usage de connaissances. À partir de l?état des lieux des bassins, des résultats des programmes de surveillance et des analyses économiques, des pro- grammes de mesures et d?actions nécessaires à l?atteinte des objectifs doivent être définis puis évalués. Le guide européen CIS N°19 [2] men- tionne l?introduction de techniques alternatives à l?analyse d?échantillons ponctuels par des méthodes d?ana- lyses classiques afin d?améliorer la qualité de l?évaluation de l?état éco- logique réalisé. Malgré les nombreux freins iden- tifiés [3], l?utilité potentielle des méthodes alternatives pour les pro- grammes de surveillance de la DCE est reconnue, car combinées aux méthodes traditionnelles ou seules, elles permettent d?obtenir une infor- mation complémentaire sur l?état de l?environnement [4], notamment des données en temps réel. La directive QA/QC [5] spécifie que « les États membres veillent à ce que toutes les méthodes de laboratoire, de terrain et en ligne, utilisées aux fins des programmes de surveillances chimiques soient validées et attestées conformément à la norme EN ISO/ EC-17025? » Le besoin de disposer de méthodes alternatives validées pour la mesure des paramètres physico-chimiques in situ est incontournable. Ainsi, dis- poser de protocoles d?évaluation des performances et de validation de ces méthodes est une étape indispen- sable pour répondre aux exigences d?assurance et contrôle qualité (QA/ QC) et promouvoir l?utilisation de ces méthodes alternatives. OBJECTIFS DES ESSAIS Dans le cadre du Laboratoire national de référence pour la surveillance des milieux aquatiques (Aquaref), l?Ineris et le LNE ont mené une étude entre 2013-2016 pour évaluer les perfor- mances métrologiques de dispositifs de mesure dans les eaux superfi- cielles. Les objectifs ont consisté à : ? concevoir les protocoles d?évaluation des performances en conditions contrôlées (laboratoire) et sur le terrain ; ? sélectionner un cours d?eau présentant des caractéristiques physico-chimiques suffisamment variables pour l?essai sur le terrain ; ? sélectionner des dispositifs commercialement disponibles et (iv) effectuer les tests de performance associés. Auteurs : Bénédicte LEPOT, Céline FERRET, Nathalie MARESCAUX MATÉRIELS ET MÉTHODES Les paramètres visés ont été choisis parmi ceux vitaux pour la vie aqua- tique, pour lesquels un nombre de dis- positifs étaient disponibles et dont les performances n'avaient pas été éva- luées, à savoir : matière organique (MO), nitrate (NO3), azote total (Nt), phosphate (PO4), phosphore total (Pt) et ammonium (NH4). Une vingtaine de fabricants/four- nisseurs ont été sollicités. Neuf ont répondu favorablement et ont mis à disposition 27 dispositifs de mesure. Ces dispositifs, dont les principes de mesure et de fonctionnement diffèrent, ont permis d?avoir une bonne représen- tativité du marché (tableau 1). Les critères de performances métro- logiques retenus (tableau 2) ont été sélectionnés en se basant sur les tra- vaux normatifs [6]. Les essais se sont déroulés en deux temps (figure 1) en appliquant des pro- tocoles basés sur l?exposition succes- sive des dispositifs à un nombre variable de solutions d?étalons (figure 2). Les essais en conditions contrôlées ont été réalisés dans les laboratoires du LNE et de l?Ineris. Pour les essais sur site, réali- sés entre octobre 2015 et février 2016, une station provisoire alimentée en continu en eau de l?Oise a été conçue et aménagée sur le site de l?Ineris. RÉSULTATS Ces essais riches en enseignement, ont permis d?évaluer en situation réelle, l?applicabilité de dispositifs alternatifs pour le suivi des para- mètres supportant la biologie. En conditions contrôlées, les perfor- mances métrologiques évaluées pour les dispositifs (MO, NO3, Nt, PO4 et Pt) sont du même ordre de grandeur que celles de la méthode de référence (laboratoire) : écart type de répéta- bilité < 5 %, biais < 10 %, écart de linéarité < 10 % et incertitude élargie combinée < 15 %. Pour le paramètre NH4, les performances sont moins bonnes mais acceptables au regard des niveaux de concentration visés. En conditions réelles, les performances Figure 1 Déroulement des essais d?évaluation de la performance des dispositifs de mesure. Contributeurs externes : Nathalie Guigues, Sandrine Raveau, Béatrice Lalere, Julie Cabillic (Laboratoire national de métrologie et d?essais - LNE) 57 ABSTRACT The evaluation of the metrological performances of 27 water quality monitoring devices for measuring continuously nutrients and organic matter in river waters was conducted both under controlled conditions in the laboratory and real conditions during a 3 months field trial. It consisted of (i)designing protocols to assess metrological performances under controlled and real conditions of monitoring devices (ii) selecting a site to conduct a field trial (iii) selecting monitoring devices and (iv)conducting the testing. The performances evaluated under controlled conditions are of the same order of magnitude as those of the reference method (laboratory) with the majority of the monitoring devices being characterized by: repeatability <?5%, bias <?10%, linearity deviation <?10% and combined expanded uncertainty <?15%. Moreover, the monitoring devices tested were found to have quantification limits suitable with regards to the concentration levels measured in the Oise River. Finally, from the results obtained as well as the feedback on testing a great variety of monitoring devices, it was possible to draw some recommendations for improving the measurements using the devices tested and to feed the European standardization. Références [1] Directive 2000/60/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 octobre 2000 établissant un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l'eau. [2] Common Implementation Strategy for the Water Framework Directive (2009) Guidance Document No.19: Guidance on surface water chemical monitoring under the Water Framework Directive. [3] E&Y (2013) - Rapport sur les intérêts technico-économiques de l?analyse en continu de la qualité de l?eau et des milieux au regard des pratiques actuelles. [4] Allan I.J., Mills G.A., Vrana B., Knutsson J., Holmber A., Guigues N., Laschi S., Fouillac A-M., Greenwood R. (2006) Strategic monitoring for the European Water Framework directive, TrAC, 25, 704-715. [5] Directive 2009/90/CE de la commission du 31 juillet 2009 établissant, conformément à la directive 2000/60/CE du Parlement européen et du Conseil, des spécifications techniques pour l?analyse chimique et la surveillance de l?état des eaux. [6] PrEN 16479-2 Draft G (2014) Qualité de l?eau ? Exigences générales et modes opératoires d?essai de performances pour les équipements de surveillance de l?eau ? Partie 2 : dispositifs de mesure en continu publié en 2018 sous NF EN 17075. évaluées sont généralement moins bonnes qu?en conditions contrôlées (LQ plus fortes, fluctuation de la sen- sibilité des dispositifs de surveillance en fonction des caractéristiques phy- sico-chimiques de l'Oise). D?un point de vue DCE, les dispositifs de mesure en continu (MO, NO3, Nt, Pt, PO4 et NH4 (gamme basse)) possèdent des limites de quantification compa- tibles avec les niveaux de concentration mesurées dans l?Oise et ont permis de mesurer des concentrations au niveau des seuils de qualité dits « très bon » / « bon ». Ils respectent donc les exi- gences de la directive QA/QC et pour- raient être utilisés dans le cadre de la surveillance. Par ailleurs, cette étude a permis d?ali- menter les travaux normatifs européens [6] et de fournir des premières valeurs chiffrées de performance en conditions contrôlées et réelles. Suite au retour d?expérience de ces essais, l?Ineris tra- vaille à la conception d?une plateforme mobile d?essais multifonctions. Figure 2 Protocoles mis en oeuvre pour évaluer la répétabilité, le biais et la linéarité des dispositifs de mesure en continu à partir de solutions étalons de concentration connue selon le projet de norme PrEN 16479-2 Draft G (2014) [6]. Tableau 1 Nombre de dispositifs testés par rapport au paramètre surveillé et principe de mesure. Tableau 2 Critères de performances retenus en conditions maitrisées (laboratoire) et en conditions réelles (sur site) ? critères retenus en se basant sur le projet EN 16479-2 Draft G (2014) [6]. 58 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Évaluer l'inflammabilité de mélanges liquides par approches prédictives en complément des mesures expérimentales L?inflammabilité des mélanges liquides dépend (parfois for- tement) de la nature et de la concentration de leurs constituants. L'estimation de l'inflammabilité des mélanges représente donc un enjeu important de sécurité industrielle pour lequel les méthodes prédictives peuvent être d?un grand intérêt pour anticiper les risques d?incendie et d?explosion. Dans ce contexte, l?Ineris développe et utilise des méthodes pré- dictives permettant d'estimer le point d'éclair des mélanges liquides en com- plément de l?approche expérimentale. MÉTHODES PRÉDICTIVES Selon le niveau de connaissance du mélange et de ses composants et en fonction du contexte d'utilisation, différentes approches prédictives peuvent être utilisées. Des lois de mélange permettent d?estimer le point d'éclair du mélange à partir de ceux de ses constituants en couplant un modèle d'équilibre vapeur-liquide avec la loi de Le Chatelier, pour tenir compte de l'inflammabilité des mélanges de vapeur, même si elles restent limi- tées dans certains cas, comme pour les mélanges halogénés [1]. Si l'in- flammabilité des différents consti- tuants du mélange est inconnue, une approche combinant loi de mélange et modèles QSPR (pour prédire le point d'éclair des composés purs) a été mise en place pour des mélanges orga- niques [2]. Enfin, des modèles QSPR spécifiques aux mélanges organiques binaires ont été développés à partir de descripteurs de mélange tenant compte des fractions molaires des différents constituants [3]. S?ils offrent des performances moindres que la combinaison modèle QSPR/loi de mélange, cette approche sera utile pour le criblage intensif de mélanges ou pour d'autres propriétés (en l'ab- sence de loi de mélange). CLASSIFICATION DES LIQUIDES INFLAMMABLES ET SÉCURITÉ DES PROCÉDÉS Les modèles prédictifs (en particulier les lois de mélanges) peuvent être uti- lisés à des fins réglementaires, pour peu que certaines précautions soient Auteurs : Guillaume FAYET, Patricia ROTUREAU, Benoit TRIBOUILLOY suivies, comme stipulé par exemple dans le SGH pour la classification des substances. En figure 1, la loi de mélange est ainsi utilisée pour la clas- sification d?alcools de bouche [4], en utilisant le modèle NRTL pour l?équi- libre liquide-vapeur et la valeur expéri- mentale du point d?éclair de l?éthanol (13 °C). Elle permet des classifications claires pour le cognac et le rhum en liquide inflammable (de catégo- rie 3) avec un point d'éclair estimé à 28 °C (solutions aqueuses d?éthanol à 40 %), en accord avec les valeurs expérimentales (27,5 °C et 28 °C). Pour le vin de Porto et la liqueur de coco (entre 19 % et 24 %), les points d'éclair estimés sont proches du seuil réglementaire de 35 °C. Dans ce cas, les deux liquides devraient être consi- dérés comme inflammables (de caté- gorie 3) de manière conservative, dans l?attente d?une caractérisation expé- rimentale du point d?éclair puis de l?épreuve de combustion entretenue ONU L.2 avant d?être, le cas échéant, considérée non classée. Au-delà du contexte réglementaire, le point d'éclair est utilisé pour éva- luer la possibilité d'inflammation de la vapeur au-dessus d'un liquide inflammable par des sources externes (en particulier des flammes). En l'ab- sence de point d'éclair mesuré, celui du constituant le plus inflammable est parfois considéré, à tort, comme une valeur conservative pour le mélange. Figure 1 Points d'éclair d?alcools de bouche mesurés et comparés aux prédictions obtenues pour les solutions eau-éthanol équivalentes (en utilisant le modèle NRTL et un point d?éclair de 13 °C pour l?éthanol pur) [4]. Figure 2 Points d'éclair de mélanges octane/éthanol mesurés et prédits (en utilisant le modèle UNIFAC et des points d?éclair de 13°C et 14,5°C pour l?éthanol et l?octane purs) 59 ABSTRACT The flammability of liquid mixtures can dramatically depend on the concentrations of its components. It can even reveal, in some cases, more flammable than its pure components. For this reason, estimating the flammability of mixtures represents a great challenge for industrial safety. In that context, Ineris engaged efforts for the development and use of predictive methods to estimate the flash point of liquid mixtures as a complement to the classical experimental approach. Different predictive approaches were proposed according to the level of information available on the investigated mixture (in terms of properties of pure compounds) based on mixing rules and/or Quantitative Structure-Property Relationships (QSPR). These approaches have been successfully used as a complement to experimental tests for different practical industrial applications: classification of flammable liquids in a regulatory context, process safety studies and definition of safer-by-design formulations. Références [1] Fayet G., Tribouilloy B., Rotureau P., 2019, Flash point of binary mixtures of chlorinated hydrocarbons with toluene and their predictability with existing mixing rule, Process Safety Progress, in press, e12127. https://doi.org/10.1002/prs.12127. [2] Gaudin T., Rotureau P., Fayet G., 2014, Combining mixing rules with QSPR models for pure chemicals to predict the flash points of binary organic liquid mixtures, Fire Safety Journal, 74, 61-70. https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2015.04.006. [3] Fayet G., Rotureau P., 2019, New QSPR Models to Predict the Flammability of Binary Liquid Mixtures, Molecular Informatics, 38, 1800122. https://doi.org/10.1002/minf.201800122. [4] Fayet G., Rotureau P., Tribouilloy B., 2019, Assessing the flammability of liquid mixtures by predictive approach as a complement to experimental measurements, Chemical Engineering Transactions, 77, 781-786. https://doi.org/10.3303/CET1977131. En effet, certains mélanges s?avèrent plus inflammables que leurs consti- tuants pris à l'état pur, comme pour le mélange octane/i-propanol (en figure 2). L?approche prédictive per- met parfaitement de prendre en compte ces comportements [2] et représente donc un outil puissant pour déterminer si le mélange de deux composés pourrait s'avérer plus inflammable que ces derniers. Elle est également utile pour vérifier si une modification de composition peut augmenter l'inflammabilité du mélange, par exemple par l'évapo- ration d'un constituant au cours du procédé ou dans des stockages de lon- gues durées. AIDE À LA FORMULATION INTRINSÈQUEMENT PLUS SÛRE Ces méthodes prédictives présentent un intérêt tout particulier dans l?opti- misation de campagnes expérimen- tales pour la définition de formulations dans une approche de type safer- by-design. Une telle démarche a été employée pour la recherche du niveau de dilution à appliquer à une solution aqueuse à 40 % de diméthy- lamine (DMA) (au point d?éclair par- ticulièrement bas de - 18,5 °C) pour la rendre moins inflammable [4]. Comme montré en figure 3, la mise en place d?une loi de mélange ajustée sur des points expérimentaux fiables a permis de clarifier le profil d?évolu- tion du point d?éclair en fonction de la concentration en DMA. L?industriel à l?origine de cette étude a alors pu sélectionner un niveau de dilution réduisant les risques associés à ces stockages de DMA. Cette étude de cas démontre non seulement la possibi- lité d'aider à la sélection de formula- tions plus sûres pour des applications industrielles, mais a illustré le poten- tiel de ces outils lorsque les mesures sont difficiles, comme pour la solution à 40 % en DMA pour laquelle la maî- trise de l?évaporation du DMA est dif- ficile lors de la préparation de l?essai. Figure 3 Points d'éclair de solutions aqueuses de diméthylamine mesurés et prédits (selon une loi de méthode ajustée) [4]. 60 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Test d'éclatement d'un microréacteur en carbure de silicium L?utilisation des microréac- teurs, dispositifs de dia- mètre inférieur au millimètre dans lesquels se déroule une réac- tion chimique, s?est beaucoup déve- loppée ces dernières années dans les usines de production [1]. Ces réac- teurs offrent en effet de meilleurs transferts massiques et thermiques que les réacteurs conventionnels dis- continus permettant d?opérer à plus haute température et selon une ciné- tique chimique plus rapide. Le débit de production est ainsi similaire à celui des réacteurs classiques mais en trai- tant une quantité de matière à l?ins- tant « t » plus faible, ce qui conduit à une réduction des dommages résul- tant d?une dérive. Il s?agit d?une tech- nologie intrinsèquement plus sûre. Cependant, un dysfonctionnement tel qu?un arrêt du refroidissement peut provoquer la formation de points chauds conduisant à un emballement de réaction accompagné d'une produc- tion de gaz et vapeur. Contrairement à un réacteur discontinu, un micro- réacteur, généralement rempli de liquide, ne dispose pas de volume libre capable d?amortir la surpression. Cette dernière peut alors augmenter très rapidement localement, rendant inefficace une soupape ou un disque de rupture et pouvant conduire à la rupture du microréacteur. L?augmentation de pression liée à un emballement dans un microréacteur a encore été peu étudiée et les utili- sateurs s'interrogent sur ses effets et ses conséquences possibles sur l'en- vironnement direct, en particulier sur les travailleurs. La société Corning, qui produit des microréacteurs, a ainsi sollicité l?Ineris afin de déterminer les conséquences d'une montée en pression rapide dans un microréacteur. Pour ce faire, l?Ineris a réalisé un test d'éclatement pneu- matique sur un réacteur industriel de type Corning® Advanced-Flow? Reactors (AFR) et évalué les effets de pression et de projection liés à l?ex- plosion. Ce microréacteur, qui peut contenir jusqu?à 5 L de mélange réac- tionnel, ressemble à un échangeur de chaleur à plaques avec un empilement Auteurs : Claire VILLEMUR, Roland GUIDAT, Olivier LOBET, Jérôme DAUBECH, Patricia VICOT de plaques de SiC (carbure de silicium) interposées entre des plaques métal- liques pour le fluide caloporteur. Ce dernier est disposé sur un châssis et entouré d?une enveloppe en inox desti- née à protéger les personnes contre la projection de liquide (figures 1 et 2). TEST D'ÉCLATEMENT Le test a été réalisé dans la zone pyro- technique de l?Ineris sur un réacteur comprenant deux plaques de SiC et trois plaques métalliques entourées de l?enveloppe protectrice. La rupture d'une des plaques de SiC a été provo- quée en introduisant rapidement de l'air comprimé provenant d'un réser- voir pressurisé pour simuler une aug- mentation rapide de pression dans le réacteur. L'essai a été réalisé en effec- tuant plusieurs charges soudaines successives de la plaque jusqu'à son éclatement, à l'aide de vannes automa- tiques. Afin d'enregistrer des informa- tions sur la surpression et la projection de fragments lors de l'éclatement, des capteurs de pression et une caméra rapide ont été installés sur le réacteur et à proximité (figure 3). OBSERVATIONS DES EFFETS ET ESTIMATION DES IMPACTS SUR LES PERSONNES ET L'ENVIRONNEMENT La rupture pneumatique de la plaque s'est produite à 168 bars, au-dessus de la pression de conception du réacteur Figure 1 Microréacteur Corning® Advanced-Flow? Reactors (AFR). Figure 2 Vue d?une plaque en carbure de silicium avec son canal réactionnel. 61 ABSTRACT Inherently Safer Technology is a growing interest concept in designing safer plant. The micro reactor technology has notably gained more and more interest, and its penetration in production plants is expected to increase rapidly. This kind of equipment offers a much better heat transfer than conventional equipment; the higher heat release management allowing to operate at a higher temperature leading to faster kinetics. They also provide a better mass transfer that can increase the reaction rate. Therefore, they allow producing much in smaller volumes, reducing the consequences of an accident. However, operating at higher temperatures leads to operate at more severe condition. A sudden shut down of the feeding pump or cooling circulation may lead to a temperature increase and a runaway. Equally, a sudden gas release due to a hot spot may lead to a local pressure increase, creating a pressure wave in a tube fill of liquid which kinetic and intensity is not easy to determine and may lead locally to a mechanical failure. Although the volume affected by an explosion is much smaller than in a conventional reactor, the consequences may be decisive, mainly if an operator stays close to the reactor. So far, no study of the pressure increase in a flow of liquid has been published. This document describes and presents the results of a real bursting test of a CORNINGAFR® G4 industrial silicon carbon reactor performed at the site of Ineris in France. Even though the design pressure of the reactor is 18 bar, it busted over 150 bar. The kinetic energy of particles ejected after the bursting and the pressure level a 1 meter were measured. All are below the minimum level of significant injury for human body and the maximum level that could be achieved for similar equipment in metal. Références [1] Jensen K.F., 2017, Flow Chemistry-Microreaction Technology comes of Age, AIChE Journal, mars 2017, Vol 63, N°3, Cambridge, USA. [2] Heudier L., 2015, Les éclatements de capacité, phénoménologie et modélisation des effets, Oméga 15, INERIS, Verneuil-en-Halatte, France. [3] FR, 2005, arrêté du 29 septembre 2005 relatif à l'évaluation et à la prise en compte de la probabilité d'occurrence, de la cinétique, de l'intensité des effets et de la gravité des conséquences des accidents potentiels dans les études de dangers des installations classées soumises à autorisation. [4] FR, 2007, Circulaire DPPR/SEI2/IH-07-0111 du 20 avril 2007 relative à l'application du décret fixant les règles d'évaluation des risques et de prévention des accidents dans les établissements pyrotechniques. (18 bars). Après l'éclatement, la struc- ture globale du réacteur n'a pas montré de dommages significatifs (figure 4). Les deux plaques SiC ont été brisées et les deux plaques métalliques entourant la plaque pressurisée désengagées. Seule la partie inférieure de l?enveloppe de protection a été arrachée. La pression enregistrée à proximité du réacteur lors de l'éclatement n'a pas montré d'augmentation signifi- cative. L'intensité de l'onde de pres- sion observée à 1 m (6 mbar) est bien inférieure au seuil d'apparition des effets sur les individus et les struc- tures (20 mbar) [3]. Vingt-quatre débris de SiC de poids inférieur à 25 g ont été projetés par l'éclatement à travers de petites ouvertures de l?enveloppe à une dis- tance maximale de 6 m. L'énergie cinétique des projectiles a été cal- culée à partir de l'enregistrement de la caméra rapide. La valeur maxi- male était inférieure à 1 J, ce qui est en dessous du seuil d'occurrence des blessures importantes (8 J) et des dommages sur les structures (3,7.105 J) définis dans la réglemen- tation pyrotechnique française [4]. CONCLUSION Le test d'éclatement sur le micro- réacteur a montré que dans les condi- tions de test, les effets de projection et de pression observés sont limités, rendant faible le risque de blessure ou d?impact sur l?environnement proche. Le mécanisme de rupture du SiC conduit à une ouverture multiple de la plaque de SiC, ce qui semble limi- ter l'effet de la pression et de l'énergie cinétique des fragments. Les effets de projection ont également été limi- tés par l'enveloppe de protection qui a empêché l'éjection d'un certain nombre de fragments de plaques à l'extérieur de la structure du réacteur et par la fixation des plaques au châssis. Bien que le test ait été réalisé avec de l'air comprimé, il donne une ten- dance de ce qui pourrait se passer lors d?un emballement de réaction entraî- nant une augmentation rapide de la pression. Cet exemple d?expertise à l?entreprise illustre les capacités expérimentales de l?Ineris pour accompagner le déve- loppement de systèmes industriels innovants et plus sûrs d?un point de vue de la sécurité. Figure 3 Installation expérimentale (capteurs de pression atmosphériques et capteur de pression sur plaque SiC, caméras non visibles sur l?image). Figure 4 État du microréacteur après essai. 62 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES PROGRAMMES DE RECHERCHE MENÉS EN 2019 PROGRAMMES EUROPÉENS / Horizon H2020 ACTRIS-PPP Aerosols, clouds and trace gases research infrastructure-preparatory phase project ACTRIS IMP ACTRIS Implementation Project AQUALITY Multi-sensor automated water quality monitoring and control system for continuous use in recirculation aquaculture systems BIORIMA Risk management of nano-material CALIBRATE Nano risk governance CHEOPS Achieving low-cost highly efficient perovskite solar cells Circular Flooring New Products from Waste PVC Flooring and Safe End-of-Life Treatment of Plasticisers DEMOBASE Design and modelling for improved battery safety and efficiency EC4SAFENANO European centre for risk management and safe innovation in nanomaterials & nanotechnologies EDEN End-user driven demo for cbrNe EUROMIX A tiered strategy for risk assessment of mixtures of mutliple chemicals EuToxRisk21 An integrated european ?Flagship? programme driving mechanism-based toxicity testing and risk assessment for the 21st century FLEDGED Flexible dimethyl ether (DME) production from biomass gasification with sorption-enhanced processes FORCES Constrained aerosol forcing for improved climate projections Gov4Nano Implementation of risk governance: meeting the needs of nanotechnology HBM4EU Coordinating and advancing human biomonitoring in Europe to provide evidence for chemical policy making HELIS II Advanced european lithium sulphur cells for automotive applicationsNanoFase HUGS Humins as green and sustainable precursors of eco-friendly building blocks and materials InnovEOX Training a new generation of researchers in Innovative Electrochemical Oxidation processes NanoReg 2 Support for regulation needs in nanotechnologies OpenRiskNet Open e-infrastructure to support data sharing, knowledge integration and in silico analysis and modelling in risk assessment PAPILA Prediction of air pollution in Latin America PRESLHY Pre-normative research for the safe use of cryogenic liquid hydrogen SECREEETS Secure european critical rare hearth elements ZELCOR Zero waste ligno-cellulosic biorefineries by integrated lignin valorisation 63 LIFE ? Programme for the environment and climate action LIFE Ask REACH Enabling REACH consumer information rights on chemicals in articles by IT-tools VERMEER Integrating VEGA, toxRead, MERLIN-Expo, and ERICA in a platform for risk assessment and substitution of risky substance Interreg ? programme de coopération territoriale européenne Interreg France-Wallonie-Vlaanderen DIADEM Development of an integrated approach for the diagnosis of water quality in the Meuse NewCLand Plus-value d?une valorisation transfrontalière des terres marginales en support à une économie biobasée Progres Project Accelerating Growth, Resources and Enterprise Support RISSC Amélioration transfrontalière de la prévention et de la gestion des risques du sous-sol engendrés par les terrains sous-cavés VALSE Nouvelles ressources transfrontalières : vers une validation de scénarii de valorisation de sédiments et autres matériaux EMPIR - European Metrology Programme for Innovation and Research BIOMETHANE Metrology for biomethane Heroes Recommending uncertainty requirements for extending the application of the SRM IMPRESS 2 Innovative Metrology for Pollution Regulation of Emissions from Stacks and Area Sources ERIC - European Research Infrastructure Consortium EPOS European Plate Observing System RFCS - Research fund for coal and steel MEGA Methane production through underground coal gasification form deep European coal seams MERIDA Management of environmental risks during and after mine closure RAFF Risk assessment of final pits during flooding SUMAD Sustainable use of mining waste dumps EuroNanoMed NanoGrowSkin A transversal research project that combines regenerative medicine technologies COST - European Cooperation in Science and Technology BioDiv-Support Scenario-based decision support for policy planning and adaptation to future changes in biodiversity and ecosystem services 64 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES PROGRAMMES NATIONAUX / Agence nationale de la recherche (ANR) Argonaut Suivi des émissions de polluants et de gaz à effet de serre à haute résolution depuis l'espace FEATS Utilisation des embryons de poisson zèbre pour l'évaluation du risque toxicologique : cas des perturbateurs endocriniens agissant sur l'aromatase cérébrale PREVIPOL Allergie au pollen : vers un système de prévision du risque ROSTOCK?H Risques et opportunités du stockage géologique d?hydrogène en cavités salines en France et en Europe SERENADE Vers une conception de nanomatériaux innovants, durables et sûrs Agence de l?environnement et de la maîtrise de l?énergie (Ademe) ACIBIOQA Amélioration des connaissances des installations biomasse sur la qualité de l'air AMI HYDROGENE GRHYD Gestion des réseaux par l?injection d?hydrogène pour décarboner les énergies AMP?AIR Amélioration de la représentation des émissions agricoles d'ammoniac pour une meilleure prévision de la qualité de l'air en France APOLLO Analyse économique des impacts de la pollution atmosphérique de l?ozone sur la productivité agricole et syvicole BRAINSOL Évaluation de la toxicité pour le cerveau des mélanges de polluants retrouvés au niveau de sites et sols pollués CARPE Caractérisation et réduction des émissions des procdés poudres métalliques ? Hautes énergies CARTHAGE Contribution de l'air dans les risques et transferts associés aux HAP en agricultures urbaines : gestion et évaluation CARVE 2 Seconde campagne de mesure de particules à l'émission des foyers domestiques alimentés au bois dans la vallée de l'Arve CONCEPTECH Conception d?appareils domestiques de chauffage au bois performants EVALPHYTO Suite du projet Phytosed EVORA Détermination des émissions d?espèces semi-volatiles organiques par classes de volatilité ? impact sur la modélisation de la qualité de l?air EXTRA-ZN Production de biomasses enrichies en Zn par phytoextraction pour l'écocatalyse IDOLES Innovation et pré-développement d'éléments lithium-ion optimisés à électrolytes liquides METERDIOX-TER Vers un dispositif de détection de dioxines à l?émission de sources fixes MethanEmis Recommandations et travaux en cours en vue de limiter les émissions de méthane dans les installations de méthanisation agricole NANOWET Incinération haute température de déchets halogénés/soufrés et nanodéchets ? Caractérisation des émissions et évaluation du procédé de lavage des fumées PhytEO Phytostabilization and Essential. La production d?huiles essentielles : une filière éco-innovante de reconversion des sites historiquement pollués POLQA Politiques d?amélioration de la qualité de l?air grâce aux pratiques agricoles PRESSENS Émissions de composés volatiles et particulaires par les désodorisants non combustibles utilisés dans les environnements intérieurs : définition d?un protocole d?essai, évaluation des émissions et analyses 65 QABINE 2 Qualité de l?air dans les habitacles en déplacement 2 QAI ARVE Impact du chauffage au bois sur la qualité de l?air intérieur RHAPSODIE Répartition gazeuse et particulaire des HAPs, nitro-HAP et oxy-HAP émis par des véhicules Euro 6 diesel et essence RHAPSODIE 2 Émission de polluants non réglementés des véhicules légers et impact des carburants REGIC Renforcement par géosynthétique intelligent pour risque cavités RIVAGE Réduction des transferts dans les végétaux potagers par amendement : gestion et évaluation SODEMASS Déconvolution des sources de combustion de biomasse TIPOMO Etude du transfert, indice de préoccupation : outil pour valorisation des friches moyennement contaminées TOXINTRANSPORT Caractérisation des particules inhalées : s?approcher de l?impact sur le vivant Agence nationale de sécurité sanitaire de l?alimentation, de l?environnement et du travail (Anses) ACCEDERA Amélioration de la précision des mesures personnelles aux fréquences radio et caractérisation des niveaux d'exposition AIDEZ Amélioration des essais in vivo pour l?identification des perturbateurs endocriniens à l?aide de poissons zèbres génétiquement modifiés AMPERE Caractérisation de l'exposition résidentielle aux ondes radiofréquences ECLAIR Sources pré-déformées pour des analyses haute résolution de l?impact du rayonnement radiofréquence sur l?activité cérébrale Indee Caractérisation et identification de perturbateurs endocriniens environnementaux dans les milieux aquatiques : une approche inter-espèces LULI Développement d'un dispositif innovant in vitro pour l'évaluation toxicologique de xénobiotiques inhalés : poumon/foie NANOTOXY Capteur innovant photonique pour mesure du potentiel REDOX des aérosols nano structurés NeuroPrem-RF Impact de l?exposition chronique aux champs électromagnétiques de types radiofréquences sur le développement physiologique du nouveau-né prématuré PPV DITHIO Fiche de pharmacovigilance Dithiocarbamates PPV CAMP EXPL Campagne exploratoire Anses/Atmo/Ineris RFEXPO-ELFE Exposition aux radiofréquences des enfants de la cohorte ELFE SKIN-RF Réponse adaptative par exposition aux RF sur les dommages de la peau humaine induite par rayonnement UV solaire Ministère de la Transition écologique PEPPER Plateforme public-privé pour la pré-validation de méthodes de caractérisation des perturbateurs endocriniens Empreintes environnementales Identification des sources de contamination et intelligence artificielle Conseil régional des Hauts-de-France PHYTOEXCO Étude des performances de phytoextraction du Zn et du Cd de l?hyperaccumulateur Arabidopsis halleri en co-culture avec le saule 66 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES L?orientation et l?évaluation scientifique sont assurées par un conseil scientifique, trois commissions scientifiques spécialisées et une commission d?orientation de la recherche et de l?expertise. CONSEIL SCIENTIFIQUE Présidente Corinne GENDRON ? Avocate, MBA, Ph.D. ? Professeure titulaire Département de stratégie, responsabilité sociale et environnementale École des sciences de la gestion, Université du Québec à Montréal (UQAM) Québec, Canada Vice-président Philippe FREYSSINET ? Directeur de la stratégie, de la recherche et de la communication BRGM Membres Michel De LARA ? CERMICS, université Paris Est, ? École des Ponts Paris-Tech Isabelle MOMAS ? Université Paris Descartes, Faculté de pharmacie Michel SARDIN ? Professeur ENSIC, université de Lorraine Valérie CABUIL ? Rectrice de la région académique Hauts-de-France, rectrice de l?académie de Lille Mme Nadine GABAS ? Qualité Sécurité-Environnement ENSIACET COMMISSIONS SCIENTIFIQUES SPÉCIALISÉES Commission scientifique « Risques accidentels » Président Éric CLIMENT ? Directeur adjoint Institut de mécaniques des fluides de Toulouse Vice-président Murès ZAREA ? Directeur de programmes R&D Engie Hervé BREULET ? Directeur des risques accidentels Institut scientifique de service public (Belgique) André CARRAU ? Ingénieur senior EDF Nabiha CHAUMEIX ? Institut des sciences de l?ingénierie et des systèmes (INSIS) CNRS Éric CHOJNACKI ? Expert IRSN Lionel ESTEL ? Professeur Laboratoire de sécurité des procédés chimiques INSA Rouen Olivier GUILLAUME ? Chercheur-expert EDF R&D Laurent JOUBERT ? Professeur Département Chimie, université de Rouen Marc-Xavier JOUBERT ? Directeur environnement risques industriels Suez Thierry MEYER ? Maître d?enseignement et de recherche, Groupe sécurité chimique et physique École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Guy MIGAULT ? Corporate process manager Solvay Isabelle PEZRON ? Professeur Département Génie des procédés Université technologique de Compiègne Valérie SAUVANT-MOYNOT ? IFP Énergies nouvelles Laure SAUVAGE ? Directrice de projets Adage Environnement Claude VALOT ? Consultant senior Dedale Commission scientifique « Risques chroniques » Présidente Jeanne GARRIC ? Directrice adjointe scientifique du département Eaux, directrice de recherche Irstea GOUVERNANCE SCIENTIFIQUE 67 Vice-président Jean-François DOUSSIN ? Professeur de chimie atmosphérique Université de Créteil Armelle BAEZA ? Professeur en toxicologie environnementale Université Paris VII - Diderot Nils Axel BRAATHEN ? Administrateur principal, division des Performances et de l?Information environnementales de la direction de l?Environnement OCDE Séverine DEGUEN ? Enseignant-chercheur de biostatistique et d?épidémiologie environnementale Ecole de hautes études en santé publique (EHESP) Cécile DELATTRE ? Pilote d?affaire environnement RTE George FAVRE ? Responsable de programme R&D LNE Sophie GODIN-BEEKMANN ? Directrice de recherche, laboratoire Atmosphère, Milieux, Observations spatiales IPSL Isabelle LAMY ? Directeur de recherche Inra Agnès LEFRANC ? Chef du service de Santé environnementale Mairie de Paris Laurent MENUT ? Directeur de recherche Laboratoire de métrologie dynamique École polytechnique Patricia MERDY ? Maître de conférences Département de chimie, laboratoire Processus de transferts et d?échanges dans l?environnement Université de Toulon Luc MOSQUERON ? Expert R&D Veolia Environnement Alexandre PERY ? Directeur du centre Maine ABIES, Agroparis tech Jean PRYGIEL ? Expert en études et innovation Agence Eau Artois Picardie Emmanuelle VULLIET ? Group leader Technology ans Research in Analytical Chemistry for Environment, health and their interactions ISA Lyon Commission scientifique « Risques sol et sous-sol » Président Patrick DE BUHAN ? Professeur de mécanique ENPC, CGEDD Vice-présidente Véronique MERRIEN-SOUKATCHOFF ? Professeur de géologie de l?ingénieur CNAM Serge BROUYERE ? Chef de travaux Urban environnement engineering Université de Liège Christophe CHEVALIER ? Directeur service sols, roches et ouvrages géotechniques Ifsttar Hervé CUCHE ? Retraité Solvay, ingénieur génie minier Philippe DE DONATO ? Directeur adjoint UMR Géoressources Université de Lorraine Guilhem DEVEZ ? Chef de la division géologie-géotechnique EDF Anne-Marie DUVAL ? Directrice déléguée de recherche Cerema Evelyne FOERSTER ? Chef du laboratoire d?études de mécanique sismique CEA Albert GENTER ? Directeur général adjoint Es Géothermie Catherine JACQUARD ? Directrice technique, ingénieur géologue Fondasol Vincent LAGNEAU ? Directeur adjoint du centre de géosciences École des Mines ParisTech Frédéric PLAS ? Directeur de recherche et développement Géosciences Andra Amel REJEB ? Vice-présidente R&D OCP international Jean SCHMITTBUHL ? Directeur de recherche École et observatoire des sciences de la terre 68 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES COMMISSION D'ORIENTATION DE LA RECHERCHE ET DE L?EXPERTISE (CORE) Mandat 2018-2020 La Core représente la concrétisation de la démarche d?ouverture de l?Institut à l?échelle de sa gouvernance. Aux côtés du conseil scientifique et des commissions scientifiques spécialisées, elle a pour mission de rendre des avis et émettre des recommandations sur les thématiques de travail, les programmes et les études de l?Ineris. La Core est composée de plusieurs collèges représentatifs de l?ensemble des parties prenantes de la société civile impliquées sur les questions de risque industriel et environnemental?: monde académique, ONG et associations représentant les citoyens, élus du territoire, organisations syndicales, industriels, services de l?État. L?Ineris rend hommage à la mémoire de Vincent Perrot, animateur du secteur santé de la CLCV et ancien président de la CLCV Paris, qui a apporté une contribution précieuse à la Core ces six dernières années. Personnalités qualifiées de l?enseignement supérieur ou de la recherche Brice LAURENT ? Chargé de recherche Centre de sociologie de l?innovation, Mines ParisTech Clément MABI ? Maître de conférences en science de l?information et de la participation UTC Compiègne Collège Industriels Frédéric LECHAUDEL ? chef du département réglementation, advocay & représentations externes Total SA Henri MOLLERON (vice-président) ? Directeur Environnement COLAS Sylvaine RONGA-PEZERET ? Médecin toxicologue Service des études médicales EDF Mme Marie ZIMMER ? Expert technique réglementations produits France Chimie Collège Associations Maxime COLIN ? Chargé de mission juridique France nature environnement (FNE) Francis GLEMET ? Porte-parole Coordination nationale médicale santé environnement (CNMSE) Jean-Yves LEBER ? Porte-parole ? Écologie sans frontière (ESF) Vincent PERROT ? Animateur du secteur santé Consommation, logement, cadre de vie (CLCV) Collège Syndicats Gérald HAYOTTE (président) ? Confédération française démocratique du travail (CFDT) Collège Élus René DROUIN ? Maire de Moyeuvre-Grande Irène FELIX ? Conseillère départementale du Cher ? Conseillère municipale de Bourges ? Secrétaire générale FNESR Michel GUILLOUX ? Adjoint au maire de Feyzin Marine TONDELIER ? Conseillère communautaire d?Hénin-Carvin ? Conseillère municipale d?Hénin-Beaumont Collège État Patrick BERGEOT ? Chef du service de la recherche (représenté par Sylvain ROTILLON, chef de la mission Gouvernance de l?environnement, science et société) Ministère en charge de l?environnement Cédric BOURILLET ? Directeur général de la prévention des risques (représenté par Delphine RUEL, sous-directrice des risques accidentels) Ministère en charge de l?environnement 69 RISQUES CHRONIQUES Alexandre PERLEIN Évaluation des performances techniques et environnementales d?un projet biobasé à potentiel maximal : de l?outil d?aide à la décision au terrain, et inversement 2019/2022 Amélie CANT Approche multimarqueur de la génotoxicité chez l?épinoche à trois épines pour une application en biosurveillance de la qualité des milieux aquatiques 2019/2022 Andrea RIVERO ARZE Interaction et accumulation des nanoparticules chez les organismes aquatiques 2018/2021 Armelle CHRISTOPHE Étude des polluants PE chez les embryons de poisson zèbre : apport des modèles génétiquement modifiés (transgéniques, Knock out) pour prédire les impacts toxicologiques sur la santé humaine et environnementale 2019/2022 Arnaud GRIGNET Étude des performances de phytoextraction du Zn et du Cd de l?hyperaccumulateur Arabidopsis halleri en co-culture avec le saule (PHYTOEXCO) 2017/2020 Camille MOUGIN Impact d?expositions aux champs électromagnétiques du téléphone portable sur les processus cellulaires de maturation et de plasticité cérébrales et identification de biomarqueurs d?effets cérébraux 2018/2021 Camille NOBLET Caractérisation chimique de l?aérosol organique atmosphérique en utilisant des approches d?analyses non ciblées 2018/2021 Clémence CHARDON Développement de l?approche EDA : optimisation de la méthodologie et application à la caractérisation de perturbateurs endocriniens (PE) spécifiques du zebrafish dans les eaux de surface 2018/2021 Corentin MIT Modélisation mécanistique du lien entre les biomarqueurs d?effets précoces et les impacts sur les populations chez l?épinoche à trois épines 2019/2022 Corentin REGRAIN Optimisation des outils d?évaluation de l?exposition spatialisée et intégrée 2017/2020 Florian PHILIPPE Analyse physico-chimique et compréhension des mécanismes de génération des particules aérosols issues du freinage d?un véhicule automobile 2017/2020 Hugo ROLLIN Utilisation des données de micro-capteurs pour la modélisation et la cartographie de la qualité de l?air à l?échelle urbaine 2019/2022 Ibtihel BEN DHIAB Etude de la biodistribution quantitative et qualitative de nanoparticules d?oxyde de titane (TiO2) après inhalation chez le rat 2017/2020 Jasmina WALLACE Brain activity and alpha band analysis after exposure to radiofrequency signal (900 MHz) on healthy volunteers: EEG/MEG study combined with an anatomical MRI 2016/2019 Julie DE OLIVEIRA Utilisation de poissons zèbres génétiquement modifiés pour l?étude des mécanismes et des effets des perturbateurs endocriniens 2017/2020 Lei JIANG Improvement of high resolution air quality simulation and forecast - Focus on urban and peri urban areas on pollution episodes in France 2017/2020 Leïla SIMON Détermination des sources de polluants atmosphériques carbonés (gazeux et particulaires) en Ile-de-France 2019/2022 Maiqi XIANG Technique de prélèvement d?aérosol sur grille met poreuse 2017/2020 Marc CODACCIONI Development of a pregnancy-Physiologically Based Toxicokinetic (p-PBTK) model for high-throughput screening of chemicals 2016/2019 Marie DELLISE Évaluation multicritère et multi-objectif à l?échelle locale des performances des entreprises en regard des Meilleures Technique Disponibles 2017/2020 38 THESES DE DOCTORAT EN COURS AU 31 DECEMBRE 2019 70 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Sabrina MADIEDO-PODVRSAN Barrières pulmonaires in vitro cultivées en condition dynamique et couplées à une biopuce hépatique : application en toxicologie prédictive 2019/2022 Ségolène SIMEON Modélisation mathématique systémique de la toxicité envers la reproduction et le développement du poisson zèbre 2017/2020 Thi Cuc MAI Dysfonctionnement de la régulation thermique après exposition chronique chez les rongeurs 2017/2020 Wang GAO Réseaux bayésiens : méthodologie et application à l?inférence sur la structure des schémas de mode d?action en toxicologie prédictive 2017/2020 Wassim ALMOUALLEM Étude du transfert et de la persistance des Composés Aromatiques Polycycliques Oxygénés (CAP-O) dans les sols et les eaux souterraines issus de sites et sols pollués 2018/2021 Zhizhao WANG Influence des émissions anthropiques sur la formation d?aérosol organique en fonction des caractéristiques physico-chimiques de l?environnement 2019/2022 RISQUES DU SOL ET DU SOUS-SOL Ever Dennys COARITA TINTAYA Modélisation du comportement hydromécanique des argilites : anisotropies structurale et induite, relation endommagement/perméabilité 2017/2020 Dalija NAMJESNIK Seismicity in a flooded abandoned coal mine at Gardanne, Provence, France 2017/2020 Élodie LACROIX Développement d?outils de monitoring pour la détection des fuites d?hydrogène (H2) à l?aplomb des sites de stockage géologique 2018/2021 Imen ZAIER Rôle du transport particulaire lié à la déstructuration de gypses poreux dans le développement de cavités de dissolution 2017/2020 Kamel DRIF Développement d?outils de monitoring des réservoirs géothermiques profonds à partir du suivi haute résolution de la micro-sismicité induite et d?approches d?intelligence artificielle Development of advanced microseismic monitoring and machine learning tools for enhanced geothermal systems (EGS) 2019/2022 RISQUES ACCIDENTELS Audrey SANTANDREA Compréhension des spécificités des particules nanométriques pour une meilleure prédiction des conséquences des explosions de poussières 2017/2020 Cléante LANGREE Vers la modélisation de la propagation de vitesse de flamme pour des déflagrations consécutives à des rejets industriels accidentels 2018/2021 Hamza EL YAMANI Caractérisation du comportement de matériaux dissipatifs isolants sous chocs 2018/2021 Stéphanie EL-ZAHLANIEH Étude expérimentale des inflammations d?aérosols liquides : application aux brouillards d?hydrocarbures 2019/2022 Tamara OUEIDAT Maîtrise des risques cyber-physiques dans les installations classées 2018/2021 Thi Thu Dieu NGUYEN Understanding and modeling the Thermal Runaway of Li-ion batteries 2017/2020 OUVERTURE A LA SOCIÉTE Lucile OTTOLINI Institutionnalisation de l?ouverture à la société civile au sein des organismes de recherche : vers de nouvelles interactions sciences/sociétés ? 2017/2020 71 Type de risque Auteurs Titre Source Risques accidentels LIU, Qi ; PROUST, Christophe ; GOMEZ, François ; LUART, Denis ; LEN, Christophe Improving the Predictability of Chemical Equilibrium Software Industrial & Engineering Chemistry Research, 2019, 58 (1) : p. 411-419 PETIT, Martin ; MARLAIR, Guy ; ABADA, Sara ; WANG, Cao-Yang Safety tests for Li-secondary batteries: Modeling Safety Tests/ Events GARCHE, Jurgen ; BRANDT, Klaus - Electrochemical Power Sources: Fundamentals, Systems, and Applications. 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Hopkins? sociology of safety Safety Science, 2019, 120 : p. 735-744 SANTANDREA, Audrey ; PACAULT, S. ; PERRIN, Laurent ; VIGNES, Alexis ; DUFAUD, Olivier Nanopowders explosion: Influence of the dispersion characteristics Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2019, 62 : p. art. 103942 FAYET, Guillaume ; ROTUREAU, Patricia New QSPR Models to Predict the Flammability of Binary Liquid Mixtures Molecular Informatics, 2019, 38 (8-9): p. art. 1800122 LIU, Qi ; PROUST, Christophe ; GOMEZ, François ; LUART, Denis ; LEN, Christophe Sensitivity of the predictability of chemical equilibrium software to the choice of the products Industrial & Engineering Chemistry Research, 2019, 58 (8) : p. 2654-2660 GUENNOC, Fanny Activité et influence des préventeurs au sein d?une organisation à risque. Le cas d?un site de production dans le secteur de la chimie pharmaceutique Thèse de doctorat. Université de Bretagne Sud, 07/05/2019 MAZRI, Chabane ; TSOUKIAS, Alexis ; DANIELL, Katherine A. Decision support in participatory contexts: the organisational design dimension International Journal of Decision Support System Technology, 2019, 11 (3) Publications 2019 72 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques accidentels LIU, Qi ; TADRENT, Sarra ; PROUST, Christophe ; GOMEZ, François ; KHELFA, Anissa ; LUART, Denis ; LEN, Christophe Theoretical analysis of the "green" synthesis of aniline by reduction of nitrobenzene Chemical Engineering Science, 2020, 211 : p. art. 115275 WILLMANN, Christophe ; TRUCHOT, Benjamin New energy carriers and additional risks for user safety in tunnels Proceedings of the 15th International Interflam Conference. 2019, p. 1833-1844 MURALIDHARA, Anitha ; GRUTER, Gert-Jan ; LEN, Christophe ; MARLAIR, Guy Exploratory analysis of fire risks pertaining to furanic platform chemicals Proceedings of the 15th International Interflam Conference. 2019, p. 1661-1669 LE COZE, Jean-Christophe Hopkins' view of structure and culture (one step closer to strategy) Safety Science, 2020, 122 : p. art. 104541 LE COZE, Jean-Christophe Safety Science Research: Evolution, Challenges and New Directions Boca Raton : CRC Press, 2019 LE COZE, Jean-Christophe Visualising Safety LE COZE, Jean-Christophe - Safety Science Research : Evolution, Challenges and New Directions. Boca Raton : CRC Press, 2019, p. 151-172 DUCLOS, Audrey Développement et mise au point de modèles phénoménologiques et de maîtrise des risques d'explosion pour la filière émergeante hydrogène-énergie Thèse de doctorat. Université de Technologie de Compiègne, 29/10/2019 MURALIDHARA, Anitha Physico-chemical safety issues pertaining to biosourced furanics valorization with a focus on humins as biomass resource Thèse de doctorat. Université de Technologie de Compiègne, 10/10/2019 MENICACCI, Eleonora Compréhension et prédiction des mécanismes d'incompatibilités chimiques à l'aide de la DFT Thèse de doctorat. Université de Paris 6, 29/11/2019 GAUDIN, Théophile ; ROTUREAU, Patricia ; PEZRON, Isabelle ; FAYET, Guillaume Estimating the adsorption efficiency of sugar-based surfactants from QSPR models International Journal of Quantitative Structure-Property Relationships, 2019, 4 (2) : p. art. 2 LEES, Philip ; GANT, Simon ; BETTIS, Richard ; VIGNES, Alexis ; LACOME, Jean-Marc ; DUFAUD, Olivier Review of recent incidents involving flammable mists Proceedings of Hazards 29. 2019 GREGOIRE, Yann ; LEPRETTE, Emmanuel ; PROUST, Christophe Function Testing of Passive Explosion Isolation Flap Valves SNEGIREV, A. ; TAMANINI, F. ; BRADLEY, D. ; LIU, N. ; MOLKOV, V. ; CHAUMEIX, N. - Proceedings of the ninth international seminar on fire and explosion hazards. 2019, p. 345-355 GREGOIRE, Yann ; LEPRETTE, Emmanuel ; PROUST, Christophe On the Usefulness of Phenomenological Approach to Model Explosions in Complex Industrial Systems SNEGIREV, A. ; TAMANINI, F. ; BRADLEY, D. ; LIU, N. ; MOLKOV, V. ; CHAUMEIX, N. - Proceedings of the ninth international seminar on fire and explosion hazards. 2019, p. 1234-1245 DAUBECH, Jérôme ; LEPRETTE, Emmanuel ; PROUST, Christophe ; LECOCQ, Guillaume Further insight into the gas flame acceleration mechanisms in pipes. Part I: Experimental work Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2019, 62 : p. art. 103930 LECOCQ, Guillaume ; LEPRETTE, Emmanuel ; DAUBECH, Jérôme ; PROUST, Christophe Further insight into the gas flame acceleration mechanisms in pipes. Part II: Numerical work Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2019, 62 : p. art. 103919 73 Type de risque Auteurs Titre Source Risques accidentels NGUYEN, Thi Thu Dieu ; ABADA, Sara ; LECOCQ, Amandine ; BERNARD, Julien ; PETIT, Martin ; MARLAIR, Guy ; GRUGEON, Sylvie ; LARUELLE, Stéphane Understanding the Thermal Runaway of Ni-Rich Lithium-Ion Batteries World Electric Vehicle Journal, 2019, 10 (4) : p. art. 79 VIGNES, Alexis ; KRIETSCH, Arne ; DUFAUD, Olivier ; SANTANDREA, Audrey ; PERRIN, Laurent ; BOUILLARD, Jacques Course of explosion behaviour of metallic powders - From micron to nanosize Journal of Hazardous Materials, 2019, 379 : p. art. 120767 MURALIDHARA, Anitha ; BADO-NILLES, Anne ; MARLAIR, Guy ; ENGELEN, Victor ; LEN, Christophe ; PANDARD, Pascal Humins in the environment: early stage insights on ecotoxicological aspects Biofuels Bioproducts & Biorefining, 2019, 13 (3) : p. 464-470 Risques chroniques CURCI, Gabriele ; ALYUZ, Ummugulsum ; BARO, Rocio ; BIANCONI, Roberto ; BIESER, Johannes ; CHRISTENSEN, Jesper H. ; COLETTE, Augustin ; FARROW, Aidan ; FRANCIS, Xavier V. ; JIMENEZ-GUERRERO, Pedro ; IM, Ulas ; LIU, Peng ; MANDERS, Astrid ; PALACIOS-PENA, Laura ; PRANK, Marje ; POZZOLI, Luca ; SOKHI, Ranjeet ; SOLAZZO, Efisio ; TUCCELLA, Paolo ; UNAL, Alper ; VIVANCO, Marta G. ; HOGREFE, Christian ; GALMARINI, Stefano Modelling black carbon absorption of solar radiation: combining external and internal mixing assumptions Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 181-204 THEOBALD, Mark ; VIVANCO, Marta G. ; AAS, Wenche ; ANDERSSON, Camilla ; CIARELLI, Giancarlo ; COUVIDAT, Florian ; CUVELIER, Kees ; MANDERS, Astrid ; MIRCEA, Mihaela ; PAY, Maria-Teresa ; TSYRO, Svetlana ; ADANI, Mario ; BERGSTROM, Robert ; BESSAGNET, Bertrand ; BRIGANTI, Gino ; CAPPELLETTI, Andrea ; D'ISIDORO, Massimo ; FAGERLI, Hilde ; MAR, Kathleen ; OTERO, Noelia ; RAFFORT, Valentin ; ROUSTAN, Yelva ; SCHAAP, Martijn ; WIND, Peter ; COLETTE, Augustin An evaluation of European nitrogen and sulfur wet deposition and their trends estimated by six chemistry transport models for the period 1990-2010 Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 379-405 BRACK, Werner ; AIT-AISSA, Selim ; BACKHAUS, Thomas ; DULIO, Valeria ; ESCHER, Beate I. ; FAUST, Michael ; HILSCHEROVA, Klara ; HOLLENDER, Juliane ; HOLLERT, Henner ; MULLER, Christin ; MUNTHE, John ; POSTHUMA, Leo ; SEILER, Thomas B. ; SLOBODNIK, Jaroslav ; TEODOROVIC, Ivana ; TINDALL, Andrew J. ; DE ARAGAO UMBUZEIRO, Gisela ; ZHANG, Xiaowei ; ALTENBURGER, Rolf Effect-based methods are key. The European Collaborative Project SOLUTIONS recommends integrating effect-based methods for diagnosis and monitoring of water quality Environmental Sciences Europe, 2019, 31 : p. art. 10 KIM, Youngseob ; SARTELET, Karine ; COUVIDAT, Florian Modeling the effect of non-ideality, dynamic mass transfer and viscosity on SOA formation in a 3-D air quality model Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 (2) : p. 1241-1261 74 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques ALTENBURGER, Rolf ; BRACK, Werner ; BURGESS, Robert M. ; BUSCH, Wibke ; ESCHER, Beate I. ; FOCKS, Andreas ; HEWITT, L.M. ; JACOBSEN, Bo N. ; LOPEZ DE ALDA, Miren ; AIT-AISSA, Selim ; BACKHAUS, Thomas ; GINEBREDA, Antoni ; HILSCHEROVA, Klara ; HOLLENDER, Juliane ; HOLLERT, Henner ; NEALE, Peta A. ; SCHULZE, Tobias ; SCHYMANSKI, Emma L. ; TEODOROVIC, Ivana ; TINDALL, Andrew J. ; DE ARAGAO UMBUZEIRO, Gisela ; VRANA, Branislav ; ZONJA, Bozo ; KRAUSS, Martin Future water quality monitoring: improving the balance between exposure and toxicity assessments of real-world pollutant mixtures Environmental Sciences Europe, 2019, 31 : p. art. 12 ZGHEIB, Elias ; GAO, Wang ; LIMONCIEL, Alice ; ALADJOV, Hristo ; YANG, Huan ; TEBBY, Cléo ; GAYRAUD, Ghislaine ; JENNINGS, Paul ; SACHANA, Magdalini ; BELTMAN, Joost ; BOIS, Frédéric Y. Application of three approaches for quantitative AOP development to renal toxicity Computational Toxicology, 2019, 11 : p. 1-13 BEGGIO, Giovanni ; SCHIEVANO, Andrea ; £BONATO, Tiziano ; HENNEBERT, Pierre ; PIVATO, Alberto Statistical analysis for the quality assessment of digestates from separately collected organic fraction of municipal solid waste (OFMSW) and agro-industrial feedstock. Should input feedstock to anaerobic digestion determine the legal status of digestate? Waste Management, 2019, 87 : p. 546-558 SARIGIANNIS, D.A. ; KARAKITSIOS, Spryros ; DOMINGUEZ-ROMERO, Elena ; PAPADAKI, Krystalia ; BROCHOT, Céline ; KUMAR, Vikas ; SCHUMACHER Marta ; SY, Moustapha ; MIELKE, Hans ; GREINER, Mathias ; MENGELERS, Marcel ; SCHERINGER, Martin Physiology-based toxicokinetic modelling in the frame of the European Human Biomonitoring Initiative Environmental Research, 2019, 172 : p. 216-230 HANI, Younes ; TURIES, Cyril ; PALLUEL, Olivier ; DELAHAUT, Laurence ; BADO-NILLES, Anne ; GEFFARD, Alain ; DEDOURGE-GEFFARD, Odile ; PORCHER, Jean-Marc Effects of a chronic exposure to different water temperatures and/ or to an environmental cadmium concentration on the reproduc- tion of the threespine stickleback (Gasterosteus aculeatus) Ecotoxicology and Environmental Safety, 2019, 174 : p. 48-57 BATTISTONI, Maria ; DI RENZO, Francesca ; MENEGOLA, Elena ; BOIS, Frédéric Y. Quantitative AOP based teratogenicity prediction for mixtures of azole fungicides Computational Toxicology, 2019, 11 : p. 72-81 OUNOUGHENE, Ghania ; CHIVAS-JOLY, Carine ; LONGUET, Claire ; LE BIHAN, Olivier ; LOPEZ-CUESTA, José-Marie ; LE COQ, Laurence Evaluation of nanosilica emission in polydimethylsiloxane composite during incineration Journal of Hazardous Materials, 2019, 371 : p. 415-422 BESSAGNET, Bertrand ; COUVIDAT, Florian ; LEMAIRE, Vincent A statistical physics approach to perform fast highly-resolved air quality simulations. A new step towards the meta-modelling of chemistry transport models Environmental Modelling & Software, 2019, 116 : p. 100-109 VIONE, Davide ; ALBINET, Alexandre ; BARSOTTI, Francesco ; MEKIC, Majda ; JIANG, Bin ; MINERO, Claudio ; BRIGANTE, Marcello ; GLIGOROVSKI, Sasho Formation of substances with humic-like fluorescence properties, upon photoinduced oligomerization of typical phenolic compounds emitted by biomass burning Atmospheric Environment, 2019, 206 : p. 197-207 75 Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques SERRA, Hélène ; SCHOLZE, Martin ; ALTENBURGER, Rolf ; BUSCH, Wibke ; BUDZINSKI, Hélène ; BRION, François ; AIT-AISSA, Selim Combined effects of environmental xeno-estrogens within multi-com- ponent mixtures: Comparison of in vitro human - and zebrafish - based estrogenicity bioassays Chemosphere, 2019, 227 : p. 334-344 TEBBY, Cléo ; BROCHOT, Céline ; DORNE, Jean-Lou ; BEAUDOUIN, Rémy Investigating the interaction between melamine and cyanuric acid using a Physiologically-Based Toxicokinetic model in rainbow trout Toxicology and Applied Pharmacology, 2019, 370 : p. 184-195 MAJDI, Marwa ; SARTELET, Karine ; LANZAFAME, Grazia-Maria ; COUVIDAT, Florian ; KIM, Youngseob ; CHRIT, Mounir ; TURQUETY, Solène Precursors and formation of secondary organic aerosols from wildfires in the Euro-Mediterranean region Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 (8) : p. 5543-5569 CHOLAKIAN, Arineh ; COLETTE, Augustin ; COLL, Isabelle ; CIARELLI, Giancarlo ; BEEKMANN, Matthias Future climatic drivers and their effect on PM10 components in Europe and the Mediterranean Sea Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 (7) : p. 4459-4484 ROSTKOWSKI, Pawel ; HAGLUND, Peter ; AALIZADEH, Reza ; ALYGIZAKIS, Nikiforos ; THOMAIDIS, Nikolaos ; BELTRAN ARANDES, Joaquin ; NIZZETTO, Pernilla Bohlin ; BOOIJ, Petra ; BUDZINSKI, Hélène ; BRUNSWICK, Pamela ; COVACI, Adrian ; GALLAMPOIS, Christine ; GROSSE, Sylvia ; HINDLE, Ralph ; IPOLYI, Ildiko ; JOBST, Karl ; KASERZON, Sarit L. ; LEONARDS, Pim ; LESTREMAU, François ; LETZEL, Thomas ; MAGNER, Jorgen ; MATSUKAMI, Hidenori ; MOSCHET, Christoph ; OSWALD, Peter ; PLASSMANN, Merle ; SLOBODNIK, Jaroslav ; YANG, Chun The strength in numbers : comprehensive characterization of house dust using complementary mass spectrometric techniques Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2019, 411 (10) : p. 1957-1977 TSIROS, Periklis ; BOIS, Frédéric Y. ; DOKOUMETZIDIS, Aristides ; TSILIKI, Georgia ; SARIMVEIS, Haralambos Population pharmacokinetic reanalysis of a Diazepam PBPK model: a comparison of Stan and GNU MCSim Journal of Pharmacokinetics and Pharmacodynamics, 2019, 46 (2) : p. 173-192 QUINDROIT, Paul ; BEAUDOUIN, Rémy ; BROCHOT, Céline Estimating the cumulative human exposures to pyrethroids by combined multi-route PBPK models : Application to the French population Toxicology Letters, 2019, 312 : p. 125-138 WALLACE, Jasmina ; SELMAOUI, Brahim Effect of mobile phone radiofrequency signal on the alpha rhythm of human waking EEG : A review Environmental Research, 2019, 175 : p. 274-286 BARCA, Cristian ; MARTINO, Mathieu ; HENNEBERT, Pierre ; ROCHE, Nicolas Kinetics and capacity of phosphorus extraction from solid residues obtained from wet air oxidation of sewage sludge Waste Management, 2019, 89 : p. 275-283 76 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques MIRCEA, Mihaela ; BESSAGNET, Bertrand ; D'ISIDORO, Massimo ; PIROVANO, Guido ; AKSOYOGLU, Sebnem ; CIARELLI, Giancarlo ; TSYRO, Svetlana ; MANDERS, Astrid ; BIESER, Johannes ; STERN, Rainer ; VIVANCO, Marta G. ; CUVELIER, Cornelius ; AAS, Wenche ; PREVOT, André S.H. ; AULINGER, Armin ; BRIGANTI, Gino ; CALORI, Giuseppe ; CAPPELLETTI, Andrea ; COLETTE, Augustin ; COUVIDAT, Florian ; FAGERLI, Hilde ; FINARDI, Sandro ; KRANENBURG, Richard ; ROUIL, Laurence ; SILIBELLO, Camillo ; SPINDLER, Gerald ; POULAIN, Laurent ; HERRMANN, Hartmut ; JIMENEZ, Jose L. ; DAY, Douglas, A. ; TIITTA, Petri ; CARBONE, Samara EURODELTA III exercise: An evaluation of air quality models? capacity to reproduce the carbonaceous aerosol Atmospheric Environment : X, 2019, 2 : p. art. 100018 BEDOYA-VELASQUEZ, Andres Esteban ; TITOS, Gloria ; BRAVO-ARANDA, Juan Antonio ; HAEFFELIN, Martial ; FAVEZ, Olivier ; PETIT, Jean-Eudes ; CASQUERO- VERA, Juan Andres ; OLMO-REYES, Francisco Jose ; MONTILLA-ROSERO, Elena ; ALADOS-ARBOLEDAS, Lucas ; GUERRERO-RASCADO, Juan Luis Long-term aerosol optical hygroscopicity study at the ACTRIS SIRTA observatory: synergy between ceilometer and in situ measurements Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 7883-7896 CAUDEVILLE, Julien ; HABRAN, Sarah Systèmes d?information de surveillance en santé-environnement Environnement Risques & Santé, 2019, 18 (3) : p. 235-244 BROCHOT, Céline ; CASAS, Maribel ; MANZANO-SALGADO, Cyntia ; ZEMAN, Florence Anna ; SCHETTGEN, Thomas ; VRIJHEID, Martine ; BOIS, Frédéric Y. Prediction of maternal and foetal exposures to perfluoroalkyl compounds in a Spanish birth cohort using toxicokinetic modelling Toxicology and Applied Pharmacology, 2019, 379 : p. art. 114640 FRENEY, Evelyn ; ZHANG, Yunjiang ; CROTEAU, Philip ; AMODEO, Tanguy ; WILLIAMS, Leah ; TRUONG, François ; PETIT, Jean-Eudes ; ET AL. ; FAVEZ, Olivier The second ACTRIS inter- comparison (2016) for Aerosol Chemical Speciation Monitors (ACSM): Calibration protocols and instrument performance evaluations Aerosol Science and Technology, 2019, 53(7) : 830-842 BRION, François ; DE GUSSEM, Vincent ; BUCHINGER, Sebastian ; HOLLERT, Henner ; CARERE, Mario ; PORCHER, Jean-Marc ; PICCINI, Benjamin ; FERAY, Christine ; DULIO, Valeria ; KONEMANN, Sarah ; SIMON, Eszter ; WERNER, Inge ; KASE, Robert ; AIT-AISSA, Selim Monitoring estrogenic activities of waste and surface waters using a novel in vivo zebrafish embryonic (EASZY) assay: Comparison with in vitro cell-based assays and determination of effect-based trigger values Environment International, 2019, 130 : p. art. 104896 BOSSA, Nathan ; CHAURAND, Perrine ; LEVARD, Clément ; VICENTE, Jérôme ; BORSCHNECK, Daniel ; GEANTET, Christophe ; AGUERRE- CHARIOL, Olivier ; ROSE, Jérôme Mechanisms limiting the release of TiO2 nanomaterials during photocatalytic cement alteration: the role of surface charge and porous network morphology Environmental Science Nano, 2019, 6 (2) : p. 624-634 ANDRE, L. ; ZDANEVITCH, Isabelle ; PINEAU, C. ; LENCAUCHEZ, Jeanne ; DAMIANO, A. ; PAUSS, A. ; RIBEIRO, T. Dry anaerobic co-digestion of roadside grass and cattle manure at a 60 L batch pilot scale Bioresource Technology, 2019, 289 : p. art. 121737 77 Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques MENUT, Laurent ; BESSAGNET, Bertrand What Can We Expect from Data Assimilation for Air Quality Forecast? Part I: Quantification with Academic Test Cases Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2019, 36 (2) : p. 269-279 BESSAGNET, Bertrand ; MENUT, Laurent ; COUVIDAT, Florian ; MELEUX, Frédérik ; SIOUR, Guillaume ; MAILLER, Sylvain What Can We Expect from Data Assimilation for Air Quality Forecast? Part II: Analysis with a Semi-Real Case Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2019, 36 (7) PETIT, Jean-Eudes ; PALLARES, Cyril ; FAVEZ, Olivier ; ALLEMAN, Laurent Y. ; BONNAIRE, Nicolas ; RIVIERE, Emmanuel Sources and Geographical Origins of PM10 in Metz (France) Using Oxalate as a Marker of Secondary Organic Aerosols by Positive Matrix Factorization Analysis Atmosphere, 2019, 10 (7) : p. art. 370 CATTEAU, Audrey ; LE GUERNIC, Antoine ; MARCHAND, Adrien ; HANI, Younes ; PALLUEL, Olivier ; TURIES, Cyril ; BADO-NILLES, Anne ; DEDOURGE-GEFFARD, Odile ; GEFFARD, Alain ; PORCHER, Jean-Marc Impact of confinement and food access restriction on the three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus, L.) during caging: a multi-biomarker approach Fish Physiology and Biochemistry, 2019, 45 : p. 1261-1276 HOLLENDER, Juliane ; VAN BAVEL, Bert ; DULIO, Valeria ; FARMEN, Eivind ; FURTMANN, Klaus ; KOSCHORRECK, Jan ; KUNKEL, Uwe ; KRAUSS, Martin ; MUNTHE, John ; SCHLABACH, Martin ; SLOBODNIK, Jaroslav ; STROOMBERG, Gerard ; TERNES, Thomas ; THOMAIDIS, Nikolaos ; TORNERO, Victoria High resolution mass spectrometry-based non-target screening can support regulatory environmental monitoring and chemicals management Environmental Sciences Europe, 2019, 31 : p. art. 42 LANZONI, Anna ; CASTOLDI, Anna F. ; KASS, G.E. ; TERRON, Andrea ; DE SEZE, Guilhem ; BAL-PRICE, Anna ; BOIS, Frédéric Y. ; DELCLOS, K. Barry ; DOERGE, Daniel R. ; FRITSCHE, Ellen ; HALLDORSSON, Thorhallur ; KOLOSSA-GEHRING, Marike ; BENNEKOU, Susanne Hougaard ; KONING, Frits ; LAMPEN, Alfonso ; LEIST, Marcel ; MANTUS, Ellen ; ROUSSELLE, Christophe ; SIEGRIST, Mickael ; STEINBERG, Pablo ; TRITSCHER, Angelika ; VAN DE WATER, Bob ; VINEIS, Paolo ; WALKER, Nigel ; WALLACE, Heather ; WHELAN, Maurice ; YOUNES, Maged Advancing human health risk assessment EFSA Journal, 2019, 14 (suppl. 1) : p. art. e170712 ANDRIANOME, Soafara ; YAHIA-CHERIF, Lydia ; SELMAOUI, Brahim Effect of short exposure to radiofrequency electromagnetic fields on saliva biomarkers: a study on the electrohypersensitive individuals International Journal of Radiation Biology, 2019, 95 (6) : p. 788-792 VIDAL, Alice ; BABUT, Marc ; GARRIC, Jeanne ; BEAUDOUIN, Rémy Elucidating the fate of perfluorooctanoate sulfonate using a rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) physiologically-based toxicokinetic model Science of the Total Environment, 2019, 691 : p. 1297-1309 ZIEGLER-DEVIN, Isabelle ; MENANA, Zahra ; CHRUSCIEL, Laurent ; CHALOT, Michel ; BERT, Valérie ; BROSSE, Nicolas Steam explosion pretreatment of willow grown on phytomanaged soils for bioethanol production Industrial Crops and Products, 2019, 140 : p. art. 111722 78 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques PINTO, Caroline ; HAO, Ruixin ; GRIMALDI, Marina ; THRIKAWALA, Savini ; BOULAHTOUF, Abdelhay ; AIT-AISSA, Selim ; BRION, François ; GUSTAFSSON, Jan-Ake ; BALAGUER, Patrick ; BONDESSON, Maria Differential activity of BPA, BPAF and BPC on zebrafish estrogen receptors in vitro and in vivo Toxicology and Applied Pharmacology, 2019, 380 : p. art. 114709 CODACCIONI, Marc ; BOIS, Frédéric Y. ; BROCHOT, Céline Placental transfer of xenobiotics in pregnancy physiologically-based pharmacokinetic models: Structure and data Computational Toxicology, 2019, 12 : p. art. 100111 ALBINET, Alexandre ; LANZAFAME, Grazia-Maria ; SRIVASTAVA, Deepchandra ; BONNAIRE, Nicolas ; NALIN, Federica ; WISE, Stephen A. Analysis and determination of secondary organic aerosol (SOA) tracers (markers) in particulate matter standard reference material (SRM 1649b, urban dust) Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2019, 411 (23) : p. 5975-5983 CHAKRAVARTY, Somik ; FISCHER, Marc ; LE BIHAN, Olivier ; MORGENEYER, Martin Towards a theoretical understanding of dustiness Granular Matter, 2019, 21 (4) : p. art. 97 AMINZADEH, Reza ; THIELENS, Arno ; GAILLOT, Davy Paul ; LIENARD, Martine ; KONE, Lamine ; AGNEESSENS, Sam ; VAN TORRE, Patrick ; VAN DEN BOSSCHE, Matthias ; VERLOOCK, Leen ; DONGUS, Stefan ; EEFTENS, Marloes ; HUSS, Anke ; VERMEULEN, Roel ; DE SEZE, René ; CARDIS, Elisabeth ; ROGIER, HendriK ; ROOSLI, Martin ; MARTENS, Luc ; JOSEPH, Wout A multi-band body-worn distributed exposure meter for personal radio-frequency dosimetry in diffuse indoor environments IEEE Sensors Journal, 2019, 19 (16) : p. 6927-6937 GIUSTI, Anna ; ATLURI, Rambabu ; TSEKOVSKA, Rositsa ; GAJEWICZ, Agnieszka ; APOSTOLOVA, Margarita D. ; BATTISTELLI, Chiara L. ; BLEEKER, Eric A.J. ; BOSSA, Cecilia ; BOUILLARD, Jacques ; DUSINSKA, Maria ; GOMEZ-FERNANDEZ, Paloma ; GRAFSTROM, Roland ; GROMELSKI, Maciej ; HANDZHIYSKI, Yordan ; RAUN JACOBSEN, Nicklas ; JANTUNEN, Paula ; JENSEN, Keld Alstrup ; MECH, Agnieszka ; NAVAS, José Maria ; NYMARK, Penny ; OOMEN, Agnes G. ; PUZYN, Tomasz ; RASMUSSEN, Kirsten ; RIEBELING, Christian ; RODRIGUEZ-LLOPIS, Isabel ; SABELLA, Stefania ; RIEGO SINTES, Juan ; SUAREZ-MERINO, Blanca ; TANASESCU, Speranta ; WALLIN, Hakan ; HAASE, Andrea Nanomaterial grouping: Existing approaches and future recommendations NanoImpact, 2019, 16 : p. art. 100182 KARAGULIAN, Federico ; BARBIERE, Maurizio ; KOTSEV, Alexander ; SPINELLE, Laurent ; GERBOLES, Michel ; LAGLER, Friedrich ; REDON, Nathalie ; CRUNAIRE, Sabine ; BOROWIAK, Annette Review of the performance of low-cost sensors for air quality monitoring Atmosphere, 2019, 10 (9) : p. art. 506 SAUER, Pavel ; TUMOVA, Jitka ; STEINBACH, Christoph ; GOLOVKO, Oksana ; KOMEN, Hans ; MAILLOT- MARECHAL, Emmanuelle ; MACHOVA, Jana ; GRABIC, Roman ; AIT-AISSA, Selim ; KROUPOVA, Hana Kocour Chronic simultaneous exposure of common carp (Cyprinus carpio) from embryonic to juvenile stage to drospirenone and gestodene at low ng/L level caused intersex Ecotoxicology and Environmental Safety, 2020, 188 : p. art. 109912 79 Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques GUIGUES, Nathalie ; LEPOT, Bénédicte ; CABILLIC, Julie ; RAVEAU, Sandrine ; FERRET, Céline ; MARESCAUX, Nathalie ; LALERE, Béatrice Assessing the performance of measurement devices for continuously monitoring of organic matter and nutrient in river water Accreditation and Quality Assurance, 2019: p. Accepté CHOLAKIAN, Arineh ; BEEKMANN, Matthias ; COLL, Isabelle ; CIARELLI, Giancarlo ; COLETTE, Augustin Biogenic secondary organic aerosol sensitivity to organic aerosol simulation schemes in climate projections Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 13209?13226 CALAS, Aude ; UZU, Gaëlle ; BESOMBES, Jean-Luc ; MARTINS, Jean ; REDAELLI, Mattéo ; WEBER, Samuel ; CHARRON, Aurélie ; ALBINET, Alexandre ; CHEVRIER, Florie ; BRULFERT, Guillaume ; MESBAH, Boualem ; FAVEZ, Olivier ; JAFFREZO, Jean-Luc Seasonal Variations and Chemical Predictors of Oxidative Potential (OP) of Particulate Matter (PM), for Seven Urban French Sites Atmosphere, 2019, 10 (11) : p. art. 698 CARNESECCHI, Edoardo ; SVENDSEN, Claus ; LASAGNI, Stefano ; GRECH, Audrey ; QUIGNOT, Nadia ; AMZAL, Billy ; TOMA, Cosimo ; TOSI, Simone ; RORTAIS, Agnes ; CORTINAS- ABRAHANTES, Jose ; CAPRI, Ettore ; KRAMER, Nynke ; BENFENATI, Emilio ; SPURGEON, David ; GUILLOT, Gilles ; CHRISTIAN, Jean Lou ; DORNE, Michel Investigating combined toxicity of binary mixtures in bees: Meta-analysis of laboratory tests, modelling, mechanistic basis and implications for risk assessment Environment International, 2019, 133 : p. art. 105256 HE, Yao ; SUN, Yele ; WANG, Qingqing ; ZHOU, Wei ; XU, Weiqi ; ZHANG, Yunjiang ; XIE, Conghui ; ZHAO, Jian ; DU, Wei ; QIU, Yanmei ; LEI, Lu ; FU, Pingqing ; WANG, Zifa ; WORSNOP, Douglas A Black Carbon-Tracer Method for Estimating Cooking Organic Aerosol From Aerosol Mass Spectrometer Measurements Geophysical Research Letters, 2019, 46 (14) : p. 8474-8483 RAMME, Anja Patricia ; KOENIG, Leopold ; HASENBERG, Tobias ; SCHWENK, Christine ; MAGAUER, Corinna ; FAUST, Daniel ; LORENZ, Alexandra K. ; KREBS, Anna-Catharina ; DREWELL, Christopher ; SCHIRRMANN, Kerstin ; VLADETIC, Alexandra ; LIN, Grace-Chiaen ; PABINGER, Stephan ; NEUHAUS, Winfried ; BOIS, Frédéric Y. ; LAUSTER, Roland ; MARX, Uwe ; DEHNE, Eva-Maria Autologous induced pluripotent stem cell-derived four-organ-chip Future Science OA, 2019 : p. art. FSO413 HENNEBERT, Pierre Proposition of threshold for waste contaminated with mercury (compounds) in application of the Minamata convention on mercury and impact assessment Detritus, 2019: p. art. FSO413 BARRICK, Andrew ; CHATEL, Amelie ; MANIER, Nicolas ; KALMAN, Judit ; NAVAS, José Maria ; MOUNEYRAC, Catherine Investigating the Impact of Manufacturing Processes on the Ecotoxicity of Carbon Nanofibers: A Multi?Aquatic Species Comparison Environmental Toxicology and Chemistry, 2019, 38 (10) : p. 2314-2325 FAUST, Michael ; BACKHAUS, Thomas ; ALTENBURGER, Rolf ; DULIO, Valeria ; VAN GILS, Jos ; GINEBREDA, Antoni ; KORTENKAMP, Andrea ; MUNTHE, John ; POSTHUMA, Leo ; SLOBODNIK, Jaroslav ; TOLLEFSEN, Knut Erik ; VAN WEZEL, Annemarie ; BRACK, Werner Prioritisation of water pollutants: the EU Project SOLUTIONS proposes a methodological framework for the integration of mixture risk assessments into prioritisation procedures under the European Water Framework Directive Environmental Sciences Europe, 2019, 31 : p. art. 66 80 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques HENNEBERT, Pierre Proposition of threshold for waste contaminated with mercury (compounds) in application of the Minamata convention on mercury and impact assessment SARDINIA 2019 : Proceedings of the 17th International waste management and landfill symposium. Italy : CISA Publisher, 2019 HENNEBERT, Pierre The sorting of waste for a circular economy : sampling when (very) few particles have (very) high concentrations of contaminant or valuable element SARDINIA 2019 : Proceedings of the 17th International waste management and landfill symposium. Italy : CISA Publisher, 2019 HENNEBERT, Pierre Literature evidence on the brominated flame retardant content in plastics of construction, of textiles/furnitures and of non-food packaging: should they be sorted before recycling? SARDINIA 2019 : Proceedings of the 17th International waste management and landfill symposium. Italy : CISA Publisher, 2019 CIARELLI, Giancarlo ; THEOBALD, Mark ; VIVANCO, Marta G. ; BEEKMANN, Matthias ; AAS, Wenche ; ANDERSSON, Camilla ; BERGSTROM, Robert ; MANDERS-GROOT, Astrid M.M. ; COUVIDAT, Florian ; MIRCEA, Mihaela ; TSYRO, Svetlana ; FAGERLI, Hilde ; MAR, Kathleen ; RAFFORT, Valentin ; ROUSTAN, Yelva ; PAY, Maria-Teresa ; SCHAAP, Martijn ; KRANENBURG, Richard ; ADANI, Mario ; BRIGANTI, Gino ; CAPPELLETTI, Andrea ; D'ISIDORO, Massimo ; CUVELIER, Cornelis ; CHOLAKIAN, Arineh ; BESSAGNET, Bertrand ; WIND, Peter ; COLETTE, Augustin Trends of inorganic and organic aerosols and precursor gases in Europe : insights from the EURODELTA multi-model experiment over the 1990?2010 period Geoscientific Model Development, 2019, 12 : p. 4923-4954 BOICHU, Marie ; FAVEZ, Olivier ; RIFFAULT, Véronique ; PETIT, Jean-Eudes ; ZHANG, Yunjiang ; BROGNIEZ, Colette ; SCIARE, Jean ; CHIAPELLO, Isabelle ; CLARISSE, Lieven ; ZHANG, Shouwen ; PUJOL-SOHNE, Nathalie ; TISON, Emmanuel ; DELBARRE, Hervé ; GOLOUB, Philippe Large-scale particulate air pollution and chemical fingerprint of volcanic sulfate aerosols from the 2014?2015 Holuhraun flood lava eruption of Baroarbunga volcano (Iceland) Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 14253-14287 JIANG, Jianhui ; AKSOYOGLU, Sebnem ; EL-HADDAD, Imad ; CIARELLI, Giancarlo ; DENIER VAN DER GON, Hugo ; CANONACO, Francesco ; GILARDONI, Stefania ; PAGLIONE, Marco ; MINGUILLON, Maria Cruz ; FAVEZ, Olivier ; ZHANG, Yunjiang ; MARCHAND, Nicolas ; HAO, Liqing ; VIRTANEN, Annele ; FLOROU, Kalliopi ; O'DOWD, Collin ; OVADNEVAITE, Jurgita ; BALTENSPERGER, Urs ; PREVOT, André S.H. Sources of organic aerosols in Europe : A modelling study using CAMx with modified volatility basis set scheme Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19(24) : 15247-15270 BESSET, Dimitri ; SELMAOUI, Brahim ; TOURNEUX, Pierre ; LEKE, André ; DELANAUD, Stéphane ; DE SEZE, René ; BLANCHARD, Erwan Stephan Environmental radiofrequency electromagnetic field levels in a department of pediatrics Environmental Research, 2020, 181 : art. 108894 81 Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques LANGUILLE, Baptiste ; GROS, Valérie ; PETIT, Jean-Eudes ; HONORE, Cécile ; BAUDIC, Alexia ; PERRUSSEL, Olivier ; FORET, Gilles ; MICHOUD, Vincent ; TRUONG, François ; BONNAIRE, Nicolas ; SARDA-ESTEVE, Roland ; DELMOTTE, Marc ; FERON, Anais ; MAISONNEUVE, Franck ; GAIMOZ, Cécile ; FORMENTI, Paola ; KOTTHAUS, Simone ; HAEFFELIN, Martial ; FAVEZ, Olivier Wood burning: a major source of Volatile Organic Compounds during wintertime in the Paris region Science of the Total Environment, 2020, 711 : art. 135055 FILELLA, Monteserrat ; HENNEBERT, Pierre ; OKKENHAUG, Gudny ; TURNER, Andrew Occurrence and fate of antimony in plastics Journal of Hazardous Materials, 2019: p. Accepté HENNEBERT, Pierre Hazard classification of waste: review of available practical methods and tools Detritus, 2019, 7 : p. 13-28 VELLY, Nathalie Comment sont gérés les sols pollués ? Year book Santé et Environnement. Montrouge : John Libbey Eurotext Ltd., 2019, p. 281-284 BRIGNON, Jean-Marc ; CANTUARIAS, Carmen ; CHAPON, Valentin ; MOMBELLI, Enrico Rejets de micropolluants : un essai de comparaison économique entre traitement et substitution à la source TSM - Techniques sciences méthodes, 2019 (3) : p. 27-40 BESSAGNET, Bertrand La pollution de l?air en Chine Responsabilité & Environnement - Annales des mines, 2019 (96) : p. 46-49 LEOZ-GARZIANDIA, Eva Les impacts de la pollution de l?air Responsabilité & Environnement - Annales des mines, 2019 (96) : p. 9-12 YANG, Yifan ; XIAOFENG, Xu ; ZHANG, Yunjiang ; ZHENG, Shanshan ; WANG, Lingrui ; LIU, Dantong ; GUSTAVE, Williamson ; JIANG, Lei ; HUA, Yan ; DU, Songshan ; TANG, Lili Seasonal size distribution and mixing state of black carbon aerosols in a polluted urban environment of the Yangtze River Delta region, China Science of the Total Environment, 2019, 654 : p. 300-310 IM, Ulas ; BRANDT, Jorgen ; GEELS, Camilla ; HANSEN, Kaj M. ; CHRISTENSEN, Jesper H. ; ANDERSEN, Mikael S. ; SOLAZZO, Efisio ; KIOUTSIOUKIS, Ioannis ; ALYUZ, Ummugulsum ; BALZARINI, Alessandra ; BARO, Rocio ; BELLASIO, Roberto ; BIANCONI, Roberto ; BIESER, Johannes ; COLETTE, Augustin ; ET AL. Multi-model Assessment of Air Pollution-Related Premature Mortality in Europe and U.S.: Domestic Versus Foreign Contributions MENSINK, Clemens ; GONG, Wanmin ; HAKAMI, Amir - Air pollution modeling and its application XXVI. Cham : Springer, 2020, p. 461-467 VIATTE, Camille ; WANG, Tianze ; VAN DAMME, Martin ; DAMMERS, Enrico ; MELEUX, Frédérik ; CLARISSE, Lieven ; SHEPHARD, Mark ; WHITBURN, Simon ; COHEUR, Pierre-François ; CADY-PEREIRA, Karen ; CLERBAUX, Cathy Atmospheric ammonia variability and link with PM formation: a case study over the Paris area Atmospheric Chemistry and Physics, 2020, 20(1): 577-596 GRIGNET, Arnaud ; DE VAUFLEURY, Annette ; PAPIN, Arnaud ; BERT, Valérie Urban soil phytomanagement for Zn and Cd in situ removal, greening, and Zn-rich biomass production taking care of snail exposure Environmental Science and Pollution Research, 2019: p. Accepté 82 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques PERSONNE, Stéphane Développement d'un modèle toxicocinétique basé sur la physiologie pour la perméthrine et ses métabolites chez la rate gestante Thèse de doctorat. Université d'Amiens, 25/01/2019 QUINDROIT, Paul Reconstruction de doses d'exposition pour des mélanges de substances chimiques ayant des métabolites communs : application à la famille des pyréthrinoïdes Thèse de doctorat. Institut des sciences et industries du vivant et de l?environnement (AgroParisTech), 18/11/2019 DAVID, Viviane Compréhension et prédiction des effets de substances chimiques sur la dynamique de population de l'épinoche à trois épines en mésocosmes Thèse de doctorat. Institut des sciences et industries du vivant et de l?environnement (AgroParisTech), 11/12/2019 CATTEAU, Audrey Pertinence d'une approche de biosurveillance active utilisant l?épinoche à trois épines (Gasterosteus aculeatus) dans l?évaluation d?une contamination par des effluents de station d?épuration Thèse de doctorat. Université de Reims Champagne-Ardenne, 20/12/2019 BELIS, Claudio A. ; FAVEZ, Olivier ; MIRCEA, Mihaela ; DIAPOULI, E. ; MANOUSAKAS, M.I. ; VRATOLIS, Stergios ; GILARDONI, Stefania ; PAGLIONE, M. ; DECESARI, S. ; MOCNIK, Grisa ; MOOIBROEK, Dennis ; SALVADOR, P. ; TAKAHAMA, S. ; VECCHI, Roberta ; PAATERO, Pentti European guide on air pollution source apportionment with receptor models Luxembourg : European Union, 2019 (JRC technical reports , JRC117306 ; EUR 29816) SAMAKE, Abdoulaye ; JAFFREZO, Jean-Luc ; FAVEZ, Olivier ; WEBER, Samuel ; JACOB, Véronique ; ALBINET, Alexandre ; RIFFAULT, Véronique ; PERDRIX, Esperanza ; WAKED, Antoine ; GOLLY, Benjamin ; SALAMEH, Dalia ; CHEVRIER, Florie ; OLIVEIRA, Diogo ; BONNAIRE, Nicolas ; BESOMBES, Jean-Luc ; MARTINS, Jean M.F. ; CONIL, Sébastien ; GUILLAUD, Géraldine ; MESBAH, Boualem ; ROCQ, Benoit ; ROBIC, Pierre-Yves ; HULIN, Agnès ; LE MEUR, Sébastien ; DESCHEEMAECKER, Maxence ; CHRETIEN, Eve ; MARCHAND, Nicolas ; UZU, Gaëlle Polyols and glucose particulate species as tracers of primary biogenic organic aerosols at 28 French sites Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 3357-3374 RIVIERE, Emmanuel ; BERNARD, Julien ; HULIN, Agnès ; VIRGA, Jonathan ; DUGAY, Fabrice ; CHARLES, Marie-Aline ; CHEMINAT, Marie ; CORTINOVIS, Jérôme ; DUCROZ, François ; LABORIE, Anne ; MALHERBE, Laure ; PIGA, Damien ; REAL, Elsa ; ROBIC, Pierre-Yves ; ZAROS, Cécile ; SEYVE, Emie ; LEPEULE, Johanna Air pollution modeling and exposure assessment during pregnancy in the French Longitudinal Study of Children (ELFE) Atmospheric Environment, 2019, 205 : p. 103-114 DAVID, Viviane ; JOACHIM, Sandrine ; TEBBY, Cléo ; PORCHER, Jean-Marc ; BEAUDOUIN, Rémy Modelling population dynamics in mesocosms using an individual- based model coupled to a bioenergetics model Ecological Modelling, 2019, 398 : p. 55-66 83 Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques CIARELLI, Giancarlo ; COLETTE, Augustin ; SCHUCHT, Simone ; BEEKMANN, Matthias ; ANDERSSON, Camilla ; MANDERS-GROOT, Astrid M.M. ; MIRCEA, Mihaela ; TSYRO, Svetlana ; FAGERLI, Hilde ; GONZALEZ ORTIZ, Alberto ; ADANI, Mario ; BRIGANTI, Gino ; CAPPELLETTI, Andrea ; D'ISIDORO, Massimo ; CUVELIER, Cornelius ; COUVIDAT, Florian ; MELEUX, Frédérik ; BESSAGNET, Bertrand Long-term health impact assessment of total PM2.5 in Europe during the 1990-2015 period Atmospheric Environment : X, 2019, 3 : p. art. 100032 WEBER, Samuel ; SALAMEH, Dalia ; ALBINET, Alexandre ; ALLEMAN, Laurent Y. ; WAKED, Antoine ; BESOMBES, Jean-Luc ; JACOB, Véronique ; GUILLAUD, Géraldine ; MESHBAH, Boualem ; ROCQ, Benoit ; HULIN, Agnès ; DOMINIK-SEGUE, Marta ; CHRETIEN, Eve ; JAFFREZO, Jean-Luc ; FAVEZ, Olivier Comparison of PM10 sources profiles at 15 French sites using a harmonized constrained positive matrix factorization approach Atmosphere, 2019, 10 (6) : p. art. 310 SAMAKE, Abdoulaye ; JAFFREZO, Jean-Luc ; FAVEZ, Olivier ; WEBER, Samuel ; JACOB, Véronique ; CANETE, Trishalee ; ALBINET, Alexandre ; CHARRON, Aurélie ; RIFFAULT, Véronique ; PERDRIX, Esperanza ; WAKED, Antoine ; GOLLY, Benjamin ; SALAMEH, Dalia ; CHEVRIER, Florie ; OLIVEIRA, Diogo ; BESOMBES, Jean-Luc ; MARTINS, Jean M.F. ; BONNAIRE, Nicolas ; CONIL, Sébastien ; GUILLAUD, Géraldine ; MESBAH, Boualem ; ROCQ, Benoit ; ROBIC, Pierre-Yves ; HULIN, Agnès ; LE MEUR, Sébastien ; DESCHEEMAECKER, Maxence ; CHRETIEN, Eve ; MARCHAND, Nicolas ; UZU, Gaëlle Arabitol, mannitol, and glucose as tracers of primary biogenic organic aerosol : the influence of environmental factors on ambient air concentrations and spatial distribution over France Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 11013-11030 DAVID, Viviane ; JOACHIM, Sandrine ; PORCHER, Jean-Marc ; BEAUDOUIN, Rémy Modelling BPA effects on three-spined stickleback population dynamics in mesocosms to improve the understanding of population effects Science of the Total Environment, 2019, 692 : p. 854-867 SRIVASTAVA, Deepchandra ; FAVEZ, Olivier ; PETIT, Jean-Eudes ; ZHANG, Yunjiang ; SOFOWOTE, U.M. ; BONNAIRE, N. ; PERRAUDIN, Emilie ; GROS, Valérie ; VILLENAVE, E. ; ALBINET, Alexandre Speciation of organic fractions does matter for aerosol source apportionment. Part 3: Combining off-line and on-line measurements Science of the Total Environment, 2019, 690 : p. 944-955 ZHANG, Yunjiang Multi-year source apportionment of organic aerosols and their impacts on aerosol light absorption in the Paris region, France Thèse de doctorat. Université de Versailles Saint-Quentin- en-Yvelines, 01/02/2019 MARCHAND, Adrien ; TEBBY, Cléo ; BEAUDOUIN, Rémy ; CATTEAU, Audrey ; PORCHER, Jean-Marc ; TURIES, Cyril ; BADO-NILLES, Anne Reliability evaluation of biomarker reference ranges for mesocosm and field conditions: Cellular innate immunomarkers in Gasterosteus aculeatus Science of the Total Environment, 2020, 698 : p. art. 134333 84 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques CAILLAUD, D. ; ANNESI-MAESANO, Isabelle ; BOURIN, A. ; CHINET, T. ; COLETTE, Augustin ; DE BLAY, F. ; DIXSAUT, Gilles ; HOUSSET, B. ; KLEINPETER, J. ; MALHERBE, Laure ; ROUSSEL, I. ; DALPHIN, J.C. ; CHARPIN, D. ; Groupe PAPPEI La pollution atmosphérique et ses effets sur la santé respiratoire en France. Document d?experts du groupe Pathologies pulmonaires professionnelles environnementales et iatrogéniques (PAPPEI) de la Société de pneumologie de langue française (SPLF) Revue des Maladies Respiratoires, 2019, 36(10): 1150-1183 ZHANG, Yunjiang ; FAVEZ, Olivier ; CANONACO, Francesco ; LIU, Dantong ; MOCNIK, Grisa ; AMODEO, Tanguy ; SCIARE, Jean ; PREVOT, André S.H. ; GROS, Valérie ; ALBINET, Alexandre Evidence of major secondary organic aerosol contribution to lensing effect black carbon absorption enhancement NPJ Climate and Atmospheric Science , 2018, 1: p. art. 47 BRACK, Werner ; AIT-AISSA, Selim ; BACKHAUS, Thomas ; BIRK, Sebastian ; BARCELO, Damià ; BURGESS, Robert M. ; COUSINS, Ian ; DULIO, Valeria ; ESCHER, Beate I. ; FOCKS, Andreas ; VAN GILS, Jos ; GINEBREDA, Antoni ; HERING, Daniel ; HEWITT, L.M. ; HILSCHEROVA, Klara ; HOLLENDER, Juliane ; HOLLERT, Henner ; KOCK, Marianne ; KORTENKAMP, Andrea ; LOPEZ DE ALDA, Miren ; MULLER, Christin ; POSTHUMA, Leo ; SCHUURMANN, Gerrit ; SCHYMANSKI, Emma L. ; SEGNER, Helmut ; SLEEUWAERT, Franck ; SLOBODNIK, Jaroslav ; TEODOROVIC, Ivana ; UMBUZEIRO, Gisela ; VOULVOULIS, Nick ; VAN WEZEL, Annemarie ; ALTENBURGER, Rolf Strengthen the European collaborative environmental research to meet European policy goals for achieving a sustainable, non-toxic environment Environmental Sciences Europe, 2019, 31 : p. art. 63 ZHANG, Yunjiang ; FAVEZ, Olivier ; PETIT, Jean-Eudes ; CANONACO, Francesco ; TRUONG, François ; BONNAIRE, Nicolas ; CRENN, Vincent ; AMODEO, Tanguy ; PREVOT, André S.H. ; SCIARE, Jean ; GROS, Valérie ; ALBINET, Alexandre Six-year source apportionment of submicron organic aerosols from near-continuous measurements at SIRTA (Paris area, France) Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 14755-14776 PERSONNE, Stéphane ; MARCELO, Paulo ; PILARD, Serge ; BALTORA- ROSSET, Sylvie ; CORONA, Aurélie ; ROBIDEL, Franck ; LECOMTE, Anthony ; BROCHOT, Céline ; BACH, Véronique ; ZEMAN, Florence Anna Determination of maternal and foetal distribution of cis - and trans - permethrin isomers and their metabolites in pregnant rats by liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2019: p. Accepté PANDOLFI, Marco ; MOOIBROEK, Dennis ; HOPKE, Philip K. ; VAN PINXTEREN, Dominik ; QUEROL, Xavier ; HERRMANN, Hartmut ; ALASTUEY, Andres ; FAVEZ, Olivier ; HUGLIN, Christoph ; PERDRIX, Esperanza ; RIFFAULT, Véronique ; SAUVAGE, Stéphane ; VAN DER SWALUW, Eric ; TARASOVA, Oksana ; COLETTE, Augustin Long range and local air pollution: what can we learn from chemical speciation of particulate matter at paired sites? Atmospheric Chemistry and Physics, 2019: p. Accepté 85 Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques MAJIRA, Amel ; GODON, Blandine ; FOULON, Laurence ; VAN DER PUTTEN, Jacinta C. ; CEZARD, Laurent ; THIERRY, Marina ; PION, Florian ; BADO-NILLES, Anne ; PANDARD, Pascal ; JAYABALAN, Thangavelu ; AGUIE-BEGHIN, Véronique ; DUCROT, Paul-Henri ; LAPIERRE, Catherine ; MARLAIR, Guy ; GOSSELINK, Richard ; BAUMBERGER, Stéphanie ; COTTYN, Betty Enhancing the antioxidant activity of technical lignins by combining solvent fractionation and ionic- liquid treatment ChemSusChem, 2019, 12(21): 4799-4809 CAUDEVILLE, Julien ; REGRAIN, Corentin ; BONNARD, Roseline ; LETINOIS, Laurent ; TOGNET, Frédéric ; BROCHOT, Céline ; BACH, Véronique ; CHARDON, Karen ; ZEMAN, Florence Anna Caractérisation de l?exposition environnementale spatialisée à un pyréthrinoïde en Picardie Environnement Risques & Santé, 2019, 18 (5) : p. 392-400 LANZAFAME, Grazia-Maria Mesure et modélisation de l'aérosol organique secondaire. Sources et impact sur la qualité de l'air Thèse de doctorat. Université de Paris 6, 12/12/2019 Risques du sol et du sous-sol GAL, Frédérick ; POKRYSZKA, Zbigniew ; LABAT, Nadège ; MICHEL, Karine ; LAFORTUNE, Stéphane ; MARBLE, Andre Soil-gas concentrations and flux monitoring at the Lacq-Rousse CO2-geological storage pilot site (French Pyrenean Foreland): From pre-injection to post-injection Applied Sciences, 2019, 9 (4) : p. Art. 645 LAOUAFA, Farid ; GUO, Jianwei ; QUINTARD, Michel Modeling of salt and gypsum dissolution: applications, evaluation of geomechanical hazards European Journal of Environmental and Civil Engineering, 2019: p. Accepté YANG, Jie ; YIN, Zhen-Yu ; LAOUAFA, Farid ; HICHER, Pierre-Yves Analysis of suffusion in cohesionless soils with randomly distributed porosity and fines content Computers and Geotechnics, 2019, 111 : p. 157-171 RILLARD, Jean ; POURRET, Olivier ; CENSI, Paolo ; INGUAGGIATO, Claudio ; ZUDDAS, Pierpaolo ; TOULHOAT, Pierre ; GOMBERT, Philippe ; BRUSCA, Lorenzo Behavior of rare earth elements in an aquifer perturbed by CO2 injection: Environmental implications Science of the Total Environment, 2019, 687 : p. 978-990 YANG, Jie ; YIN, Zhen-Yu ; LAOUAFA, Farid ; HICHER, Pierre-Yves Modeling coupled erosion and filtration of fine particles in granular media Acta Geotechnica, 2019, 14(6) : 1615-1627 LAFORTUNE, Stéphane ; POKRYSZKA, Zbigniew ; CHARMOILLE, Arnaud Underground gas production and migration induced by mining subsidence ISRM Congress 2019 Proceedings. 2019 SOULEY, Mountaka ; AUVRAY, Christophe ; LAFRANCE, Noémie ; WATELET, Jean-Marc ; RENAUD, Vincent Long term behavior of a chalk: effect of relative humidity and flooding ISRM Congress 2019 Proceedings. 2019 DE SANTIS, Francesca Rock mass mechanical behavior in deep mines : in situ monitoring and numerical modelling for improving seismic hazard assessment Thèse de doctorat. Université de Lorraine, 05/02/2019 YANG, Jie Numerical analyses of the multi-physics problem of sinkholes in the vicinity of a dike or a linear geo-structure Thèse de doctorat. Ecole Centrale de Nantes, 08/07/2019 86 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques du sol et du sous-sol HASSOUN, Mouhamad Modélisation physique du renforcement par géosynthétique des remblais granulaires et cohésifs sur cavités Thèse de doctorat. Université de Grenoble, 20/02/2019 YANG, Jie ; YIN, Zhen-Yu ; LAOUAFA, Farid ; HICHER, Pierre-Yves Hydromechanical modeling of granular soils considering internal erosion Canadian Geotechnical Journal, 2020, 57(2): 157-172 HASSOUN, Mouhamad ; AL HEIB, Marwan ; FAKIH, R. ; EMERIAULT, Fabrice ; VILLARD, Pascal Étude expérimentale du renforcement d?une cavité par géosynthétique en présence d?un remblai cohésif Proceedings of the 17th ECSMGE : Geotechnical Engineering founda- tion of the future. 2019 PALGUNADI, Kadek ; POIATA, Natalia ; KINSCHER, Jannes ; BERNARD, Pascal ; DE SANTIS, Francesca ; CONTRUCCI, Isabelle Methodology for Full Waveform Near Real-Time Automatic Detection and Localization of Microseismic Events Using High (8 kHz) Sampling Rate Records in Mines: Application to the Garpenberg Mine (Sweden) Seismological Research Letters, 2020, 91(1): 399-414 DE SANTIS, Francesca ; CONTRUCCI, Isabelle ; KINSCHER, Jannes ; BERNARD, Pascal ; RENAUD, Vincent ; GUNZBURGER, Yann Impact of geological heterogeneities on induced- seismicity in a deep sublevel stoping mine Pure and Applied Geophysics, 2019, 176(2) : 697-717 GOMBERT, Philippe ; ABDOULAYE, Gueye ; BEN HAMED, Haikel ; BEJI, Hassen ; LAOUAFA, Farid Installation of a thermal energy storage site in an abandoned mine in Picardy (France). Part 1: Selection criteria and equipment of the experimental site Environmental Earth Sciences, 2019, 78 : p. art. 174 DE SANTIS, Francesca ; RENAUD, Vincent ; CONTRUCCI, Isabelle ; GUNZBURGER, Yann ; BERNARD, Pascal Rock mass behavior in deep mines: in situ monitoring and numerical modelling ISRM Congress 2019 Proceedings. 2019 RENAUD, Vincent ; CHERKAOUI, Auxane ; WATELET, Jean-Marc ; GOMBERT, Philippe ; KREZIAK, Charles Understanding the instability mechanisms of chalk mines in presence of water (France) ISRM Congress 2019 Proceedings. 2019 Direction scientifique LACROIX, Denis ; LAURENT, Louis ; DE MENTHIERE, Nicolas ; SCHMITT, Bertrand ; BETHINGER, Audrey ; DAVID, Bernard ; DIDIER, Christophe ; PARENT DU CHATELET, Jacques Multiple visions of the future and major environmental scenarios Technological Forecasting and Social Change, 2019, 144 : p. 93-102 RICHER-DE-FORGES, Anne C. ; CARRE, Florence ; MCBRATNEY, Alex B. ; BOUMA, Johan ; ARROUAYS, Dominique Global Soil Security: Towards More Science-Society Interfaces. Proceedings of the Global Soil Security 2016 Conference, December 5-6, 2016, Paris, France Leiden : CRC PRESS, 2019 87 www.grouperougevif.fr - ROUGE VIF ÉDITORIAL - 26730 Conception et réalisation : Rouge Vif - Rédaction : Ineris - Crédits photos : Ineris / Franck DUNOUAU / Adobe Stock. Dépôt légal Novembre 2020 - ISSN 1765-1379 Institut national de l?environnement industriel et des risques Parc technologique Alata - BP2 - 60550 Verneuil-en-Halatte +33 (0)3 44 55 66 77 ineris@ineris.fr - www.ineris.fr (ATTENTION: OPTION aise d?étude des sols dont les actes ont fait l?ob- jet d?une édition en 2019. L?objectif de cette conférence était de parta- ger entre chercheurs en sciences du sol et de l?environnement, cher- cheurs en sociologie et économie, et gestionnaires, usagers des terres et protecteurs de la nature, les critères d?évaluation de la sécurité des sols et des stratégies d?implémentation. Les présentations ont pour la plupart fait l?objet d?une restitution dans l?ou- vrage Global Soil Security : Towards More Science- Society Interfaces [3]. CRITÈRES D?ÉVALUATION DE LA SÉCURITÉ DES SOLS L?évaluation de la sécurité des sols est établie à partir de cinq critères : capa- cité, condition, capital, connectivité et codification. La capacité est l?aptitude intrinsèque d?un sol à remplir une fonction telle que contribuer aux services écosysté- miques, parmi lesquels stocker du car- bone ou détoxifier. La condition est la caractérisation actuelle des attributs du sol permettant d?évaluer si la capacité du sol à fournir un service peut perdurer. Le capital est l?évaluation économique des sols, souvent estimée au regard de sa capacité à fournir un ou plusieurs services écosystémiques. La connecti- vité est le lien social entre gestionnaires, protecteurs et usagers des terres. La Figure 1 Services écosystémiques fournis par les sols. Contributeurs externes : Anne Richer de Forges (Inra Orléans), Dominique Arrouays (Inra Orléans), Alex McBratney (université de Sydney, Australie), Johan Bouma (université de Wageningen, Pays Bas) 33 codification fait référence aux outils en appui à la réglementation permettant de sécuriser les sols [4]. La figure 2 illustre les liens entre les sciences sous-jacentes aux cinq critères de la sécurité des sols et l?implication de la société qui intervient à tous niveaux. EXEMPLES D?ÉVALUATION DES CRITÈRES ET DE STRATÉGIES D?IMPLÉMENTATION DE LA SÉCURITÉ DES SOLS Durant cette conférence, l?Ineris a pré- senté ses travaux sur la capacité et la condition. La première étude por- tait sur l?évaluation de sols contami- nés par métaux lourds (condition) et l?amélioration de leurs capacités à pro- duire des services écosystémiques à partir de phyto-extraction permet- tant à terme d?évaluer le capital du sol en fonction des sous-produits de métaux lourds extraits, de la créa- tion d?espace de loisir et du bien-être des citoyens [5]. La deuxième étude portait sur l?évaluation des liens bidi- rectionnels entre conditions du sol et polluants atmosphériques. Ces liens reflètent la capacité du sol à émettre des polluants/particules atmosphé- riques et à impacter le bien-être des citoyens en fonction des conditions climatiques [6]. LES BESOINS DE RECHERCHE SUR LA SÉCURITÉ DES SOLS Aujourd?hui les critères « capital », « connectivité » et « codification », impliquant les sciences humaines et sociales (psychologie incluse) et les sciences politiques, sont peu couverts par la recherche sur l?évaluation et l?im- plémentation de la sécurité globale des sols. L?objectif commun avec les sciences de l?environnement pourrait être de quantifier, à différentes échelles, les bénéfices environnementaux et éco- nomiques des sols en fonction d?enjeux de société comme la santé humaine. Références [1] Morgan, C. L. S., McBratney, A. B., Field, D. J., Koch, A., Bouma, J., & Carré, F. (2017). Synthesis: Goals to Achieve Soil Security. In D. J. Field, C. L. S. Morgan, & A. B. McBratney (Éds.), Global Soil Security (p. 457-462). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-43394-3_43 [2] Koch, A., McBratney, A., Adams, M., Field, D., Hill, R., Crawford, J., Minasny, B., Lal, R., Abbott, L., O?Donnell, A., Angers, D., Baldock, J., Barbier, E., Binkley, D., Parton, W., Wall, D. H., Bird, M., Bouma, J., Chenu, C., ? Zimmermann, M. (2013). Soil Security: Solving the Global Soil Crisis. Global Policy, 4(4), 434-441. https://doi.org/10.1111/1758-5899.12096 [3] Richer de Forges, A. R. de, Carré, F., Arrouays, D., McBratney, A. B., & Bouma, J. (2018). Global Soil Security: Towards More Science-Society Interfaces: Proceedings of the Global Soil Security 2016 Conference, December 5-6, 2016, Paris, France. CRC Press LLC [4] McBratney, A., Field, D. J., & Koch, A. (2014). The dimensions of soil security. Geoderma, 213, 203-213. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2013.08.013 [5] Bert, V., Carre, F., Coudiere, H., Grison, C., & Gaucher, R. (2016). Enhancing ecosystem services of contaminated soil. 2. Global Soil Security Conference. https://hal-ineris.archives-ouvertes.fr/ ineris-01854333 [6] Bessagnet, B. (2016). The soil-air nexus: An important aspect of global soil security. 2. Global Soil Security Conference. https://hal-ineris.archives-ouvertes.fr/ineris-01853064 ABSTRACT Because soils are at the interface of lithosphere, atmosphere, hydrosphere and biosphere, they can tackle a large variety of societal challenges but are also a vulnerable resource. It is then necessary to find trade- off between protection and usage of soils. To this aim, a first conference was organized in 2015 to develop a new concept to share between soil scientists and stakeholders related to soils: the soil security. This is defined as the ability for soil to sustain functions to provide planetary services and human wellbeing. A second conference was organized in 2016, partly by Ineris, from which the book Global Soil Security: Towards More Science-Society Interfaces was published in 2019. The purpose was to share best practices about soil security evaluation between scientists and society. Five evaluation criteria were discussed: capacity (potential to contribute to ecosystem services), condition (current status of soil), capital (economic value), connectivity (links with stakeholders) and codification (regulation). Current research on capacity and condition are quite advanced but there is a need to further explore capital, connectivity and codification of soil. Figure 2 Liens entre critères d?évaluation de la sécurité des sols, disciplines scientifiques et société 34 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 COMPRENDRE ET MAÎTRISER LES RISQUES À L?ÉCHELLE D?UN SITE INDUSTRIEL ET D?UN TERRITOIRE Compréhension et maîtrise de l?instabilité des carrières de craie en zone inondable E n janvier 1910, la crue centen- nale du Loing à Château-Landon a provoqué l?effondrement d?un coteau sous-cavé par la carrière de craie de Beaulieu, générant un glis- sement de terrain de 100 000 m3 qui a causé la mort de 7 personnes. La surface de glissement était située 40 mètres à l?intérieur du coteau. Trois autres carrières s?étaient déjà effondrées dans ce secteur, n?en lais- sant qu?une seule intacte, la carrière Royer (figure 1). L?origine de ce mouvement de terrain massif est supposée être liée à la ruine d?une zone de petits piliers dont la rupture en chaîne a été causée par l?inondation. En effet, les résultats des essais de compression uniaxiale en laboratoire ont montré clairement que cette craie perdait presque toute résistance après saturation (perte de résistance de la roche saturée Rc/Rcsat = 2,5 [1]). La carrière Beaulieu présente plusieurs similitudes avec la carrière Royer qui lui est proche et reste toujours acces- sible. Cette dernière constitue donc un analogue pour étudier les méca- nismes possibles de ruine et la pos- sibilité d?un effondrement brutal et massif de ce type d?ouvrages aban- donnés en bord fluvial sous le forçage naturel d?une crue. ÉTUDE DE LA CARRIÈRE ROYER Des inspections visuelles et des rele- vés de dommages ont été effectués depuis 2015 pour caractériser l?état des galeries et piliers de cette carrière souterraine. L?inspection approfon- die in situ et par analyse d?images numériques de scanner 3D a permis de mettre en évidence la présence de failles normales avec un pendage parallèle au versant et situées à envi- ron 40 mètres à l?intérieur du coteau attestant des fortes contraintes tec- toniques auxquelles le massif de craie a été soumis. Jusqu?en 2015, aucun désordre signi- ficatif n?a été constaté. En 2016, un écaillage important le long de la faille F3 a été observé (figure 2), en rela- tion temporelle avec une nouvelle crue centennale du Loing. Modélisation géomécanique Les objectifs de la modélisation numérique sont : ? d?étudier de manière quantitative les scénarios de rupture basés sur les mécanismes supposés de l?effondrement de la carrière Beaulieu ; ? de définir une stratégie d?observation instrumentale continue. La montée de la nappe d?eaux souterraines et la lubrification des failles découpant le coteau sont les deux principaux mécanismes envisagés à partir desquels trois scénarios différents ont été élaborés. Les deux premiers scénarios visent à déterminer quel mécanisme est prédominant dans l?origine de l?effondrement. L?objectif du troisième scénario est d?estimer l?impact d?une forte pluviométrie. La distance normalisée par rapport au critère de rupture de Mohr-Coulomb (F) permet d?estimer la stabilité des piliers de craie : (c : cohésion, f : angle de frottement, s1 et s3 : contraintes principales res- pectivement majeure et mineure) La complexité géométrique de la car- rière Royer influence fortement le calcul de réserve de stabilité F. Pour ces raisons, la géométrie des vides a Auteur : Vincent RENAUD été acquise via un scanner laser 3D avec une haute résolution (figure 3). Si le premier scénario a permis de montrer que la lubrification de la faille (sans remontée de nappe) affecte peu la moyenne des facteurs F, avec une diminution de 1,2 %, le second scé- nario, correspondant à la remontée de nappe dans la craie, révèle une influence plus importante : F diminue alors de 29 %. Cela est dû au fait que ce mécanisme s?applique à toutes les zones situées sous la nappe, alors que la faille a une distance d?influence limi- tée. Enfin, l?écart de 2 % entre le scéna- rio 3 et le scénario 1 a montré qu?une forte pluviométrie a un faible impact sur la stabilité de la carrière tant que la base des piliers n?est pas saturée. Le facteur prédominant pour la sta- bilité est donc la remontée de nappe dans la craie, la présence de la faille jouant un rôle aggravant localement. Projet d?instrumentation La modélisation d?un scénario de crue dans la carrière Royer a permis d?iden- tifier deux zones potentiellement ins- tables, choisies pour y installer une instrumentation géotechnique (zone de petits piliers : zone A, plan de faille F3 : zone B) et une zone de contrôle (zone C, figure 3). Le rôle important de l?eau est aussi surveillé. L?objectif est de comprendre l?évolution de la teneur en eau de la craie, le taux d?hu- midité de l?air et le niveau de la nappe dans la carrière. La figure 3 résume les dispositifs de surveillance instal- lés en 2019. Figure 1 Emplacement des carrières effondrées de Château-Landon et position (en noir) de la carrière étudiée (Royer). Les dates sont celles de l?effondrement des différentes carrières. 35 ABSTRACT In January 1910, the 100-year flood of the Loing River caused the tragic collapse of an underground chalk mine at Château- Landon (France), which resulted in the death of 7 people. In this valley, three other underground chalk mines had already collapsed. The hydrogeological analysis of the site and the geomechanical studies carried out on the chalk enabled to elaborate a 3-stage collapse scenario: [1] exceptional rainfall generating intense flooding of the Loing, which plays the role of a hydraulic dam and causes [2] a rise of the chalk aquifer, which invades the underground structure [3] the lower parts of the mine and weakens the pillars until they collapse. To investigate this prob-able scenario, the Royer mine, the last underground mine still present in this sector, was thoroughly characterized. This study included a complete 3D scan of the mine, the 3D numerical modelling of its geomechanical behavior and the installation of a multiparameter monitoring system in order to study the site on a long term basis. Référence [1] Lafrance, N. 2016. Étude des effets de l?eau sur les phénomènes de rupture et de déformation affectant les carrières souterraines de craie. Thèse de doctorat, Université de Lorraine. Figure 2 Maillage du modèle numérique centré sur la carrière Royer. CONCLUSION Une rétroanalyse par modélisa- tion numérique a été conduite pour comprendre les mécanismes qui ont contribué à l?effondrement de la car- rière Beaulieu en 1910. Le modèle prend en compte la géométrie com- plexe de la carrière Royer acquise par scanner 3D. Il a permis d?identifier les zones de variations maximales de déplacements, de déformations et de contraintes. Ces informations ont été utilisées pour concevoir un « monito- ring » adéquat des grandeurs méca- niques et hydrauliques à observer. L?objectif est de mettre en évidence les relations de causes à effets sus- ceptibles de déclencher des mou- vements d?ampleur à partir de ces mesures multiparamètres et d?affiner en même temps les modèles géomé- caniques. Cette approche intégratrice (rétro-analyse de l?effondrement de 1910, numérisation et modélisation 3D des cavités, instrumentation de suivi in situ et contrôle des modèles) pour la compréhension et la préven- tion des risques de mouvements de terrains en grand concernent in fine bien d?autres sites avec des carrières de craie situées en zone inondable. Figure 3 Diagramme de l?instrumentation hydrogéologique et géotechnique de la carrière Royer.v 36 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 COMPRENDRE ET MAÎTRISER LES RISQUES À L?ÉCHELLE D?UN SITE INDUSTRIEL ET D?UN TERRITOIRE Impact géomécanique de la dissolution?: approche innovante par modélisation couplée multiphysique L e gypse est une ressource miné- rale importante en France et en particulier en Île-de-France où les masses de gypse renferment son sous- sol, exploité en carrières souterraines ou à ciel ouvert. Matière première du plâtre, le gypse est une roche évapori- tique soluble. Ainsi, dans un contexte naturel ou dans celui d?exploitations anthropiques, cette spécificité occa- sionne, au contact de l?eau, la dissolu- tion de la roche et peut créer en fonction des configurations, des vides souter- rains de dimensions plus ou moins importantes. Les premières recherches et développements menés par l?Ineris dans ce domaine avaient pour objectif d?améliorer la connaissance des méca- nismes de dissolution et de développer des outils de modélisation permet- tant de quantifier l?évolution spatio- temporelle de systèmes de dissolution. Ces travaux ont été enrichis en prenant en compte la composante géoméca- nique. En d?autres termes, le processus de dissolution est intégré dans les pro- blèmes géomécaniques en couplant les deux aspects. Cette approche couplée permet d?aborder les enjeux qui sous- tendent ces recherches notamment une meilleure prédiction des mouvements de terrain (et leurs impacts), ainsi que les conditions et l?instant de l?appari- tion de fontis ou d?éventuelles ruptures de piliers d?exploitations souterraines. Notons que dans le cadre de l?analyse des risques liés à la présence de cavi- tés souterraines, il est nécessaire de connaître ou, a minima, d?estimer la présence de cavités, leur localisation et leurs formes géométriques. COUPLAGE DISSOLUTION ? GÉOMÉCANIQUE Le modèle de dissolution est basé sur la transposition à l'échelle macro (ou échelle d?écoulement de Darcy), les équations régissant les phénomènes physiques au niveau des pores. Le changement d'échelle est basé sur une Auteur : Farid LAOUAFA théorie de moyenne en volume qui per- met de relier explicitement la forme des équations à l'échelle macro aux pro- priétés effectives à l'échelle des pores. L'application à plusieurs problèmes typiquement rencontrés en ingénie- rie montre l'importance de la solubilité de la roche sur la formation des cavi- tés, mettant en jeu un fort couplage avec la convection naturelle pour les grandes solubilités, et l'importance du couplage entre le processus de trans- port de la matière et le comportement géomécanique. Conceptuellement, l'ef- fet de ce couplage peut être divisé en deux parties. Dans la première partie, la dissolution conduit à la création de la cavité en dissolvant par exemple une partie d?un pilier. Cette évolution mor- phologique se traduit par une déforma- tion du milieu et une redistribution des contraintes qui peuvent localement atteindre le critère de rupture de la roche et induire des effondrements locaux ou à l?échelle de l?ouvrage. Ce couplage renseigne également sur le suivi temporel continu en chaque ins- tant et en chaque point de grandeurs physiques telles que les déplacements, les contraintes, les déformations, les concentrations de l?espèce chimique, etc. Plus précisément, les problèmes de couplage non linéaire multiphy- siques dépendant du temps sont résolus dans le cadre de la théorie des milieux poreux. Dans ces travaux, les conséquences de la dissolution sur le Figure 1 (haut) Modèle géométrique, localisation des lentilles de gypses et maillage. (bas) Représentation spatiale 3D du déplacement vertical en surface du sol en cm et état des lentilles de gypses (cercle rouge) à différents temps t= 10, 30, 50, 60 ans (y=year). Figure 2 Localisation de six points P1-P6 en surface du sol (gauche) et évolution temporelle du déplacement vertical de la surface du sol pendant la dissolution (droite). Figure 3 Évolution de la dissolution de la couche de gypse (en rouge) et de la déformation plastique effective induite dans les terrains de recouvrement. 37 ABSTRACT Many soluble rocks dissolve in contact with non-saturated fluid such as water. This transformation of solid rock into a flowing fluid leads most of the time to the development of cavities. If dissolution phenomenon can be of natural or human origin, it is most of the time non-observable. The dissolution of underground rocks has unavoidable effects on the mechanical behavior of the surrounding medium. The consequences may be for example, a soft deformation of the ground surface, subsidence, brutal rupture of the overburden, sinkholes, failure of pillars in old underground quarries. The innovative approach we propose is to couple the phenomenon of dissolution with the geomechanical issues. Therefore, the coupled approach has an undeniable predictive capability due the time dependent problem. In well-informed hydrogeological and geomechanical configurations one can quantitatively describe the space-time impact of dissolution. Dissolution is described using a Diffuse Interface Model (DIM). Here we describe briefly the mathematical and physical framework for the dissolution model. Rock material considered is gypsum, although the developed method is usable for other soluble rocks (limestone, halite). Three case studies are presented such as the subsidence induced by the dissolution of one or more subsurface gypsum lenses, the stability of an elastoplastic overburden and the failure of a gypsum pillar in an abandoned flooded underground quarry. Références [1] Laouafa, F. ; Guo, J. et Quintard, M. (2019) : Modeling of salt and gypsum dissolution : applications, evaluation of geomechanical hazards. European Journal of Environmental and Civil Engineering. DOI : 10.1080/19648189.2019.1579758. [2] Guo J. ; Laouafa, F. ; Quintard (2016). A theoretical and numerical framework for modeling gypsum cavity dissolution. Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech. Vol. 40, 1662-1689. [3] Laouafa, F. ; Guo, J. et Quintard, M. (2020) Underground rock dissolution and geomechanical issues". Rock Mechanics and Rock Engineering (soumis, 2020). comportement mécanique du milieu sont abordées par une analyse simpli- fiée. Pour ce dernier, nous considérons uniquement l'effet du changement de domaine induit par la dissolution. Le processus de dissolution va géné- rer des cavités croissantes (cas des lentilles) ou des sections transver- sales décroissantes des piliers. Le milieu rocheux est supposé saturé et drainé. Les problèmes sont supposés être isothermes, même s?il n'y a pas de difficulté particulière à introduire la température ni dans le formalisme de la dissolution ni dans les problèmes mécaniques. EXEMPLES?: AFFAISSEMENT, FONTIS, RUPTURE DE PILIERS, INDUITS PAR LA DISSOLUTION Dans les exemples présentés (calcul en 2D et 3D), nous considérons plusieurs problèmes couplés. La dissolution 3D de plusieurs lentilles de gypse conte- nues dans un milieu poreux. La problé- matique est décrite dans la figure 1 qui montre également l?évolution de l?af- faissement de la surface du sol pendant que la dissolution s?opère. On montre sur la figure 2, l?évolution temporelle de l?affaissement en six points situés en surface du sol au droit des lentilles. La figure 3 montre l?évolution de la zone plastique dans les terrains de recouvrement ayant un comportement élastoplastique avec la progression de la dissolution. Le modèle donne accès aux affaissements en fonction du temps mais également à la mise en pente de la surface du sol (figure 4). Dans le cadre de l?évaluation des risques liés à l?en- noyage d?une ancienne carrière souter- raine de gypse, la dissolution d?un pilier entretenue par l?écoulement d?une eau pure a été modélisée (figure 5). Celle-ci permet de déterminer l?échelle de temps à laquelle la déformation plastique du pilier conduit à la rupture de celui-ci (figure 6). Ces exemples simples montrent la nature prédictive de l'ap- proche proposée. CONCLUSION La problématique de dissolution des évaporites a été étudiée pour le gypse. Une approche de modélisation a été développée en utilisant un couplage faible (impact de la dissolution sur le comportement mécanique du milieu rocheux) entre la dissolution et le com- portement géomécanique. L'approche séquentielle faiblement couplée pour modéliser la dissolution et le compor- tement géomécanique a permis d'ob- tenir des résultats intéressants en termes d'analyse de risque. Une meil- leure précision, ou de nouvelles appli- cations, nécessiteraient l'introduction d'un couplage plus fort entre le compor- tement géomécanique et la dissolution. Un autre point qui semble intéressant à étudier est la dissolution dans des milieux présentant plusieurs échelles de porosité. Cela pourrait concerner par exemple, la dissolution des milieux frac- turés ainsi que les milieux à porosités doubles ou multiples porosités. Figure 4 Déplacement vertical de la surface du sol, comparaison?: entre le cas de dissolution et le comportement instantané (gauche). Évolution en % de la pente de la déformée de la surface du sol lors de la dissolution (droite). Figure 5 Modèle de pilier de gypse et conditions. Figure 6 Zone plastique au sein du pilier, ligne d?écoulement, isolvaleur de la concentration et exemple de champ vectoriel de vitesse du fluide à la base du pilier. 38 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 COMPRENDRE ET MAÎTRISER LES RISQUES À L?ÉCHELLE D?UN SITE INDUSTRIEL ET D?UN TERRITOIRE Compréhension du comportement complexe des massifs rocheux profonds en réponse à l?exploitation industrielle L es activités anthropiques impli- quant le sous-sol profond se développent constamment et sont confrontées à des condi- tions géomécaniques incertaines qui rendent difficile la prévention des risques géotechniques et géo- logiques, tels que le maintien de la stabilité des ouvrages ou la réacti- vation de faille. En particulier, l?ex- ploitation minière profonde génère des gradients de contraintes très éle- vés et de manière quasi instantanée lors du creusement des vides souter- rains (forages, galeries, tunnels, etc.) et, concomitamment, une sismicité induite. Cette dernière représente un problème majeur, d?origine encore mal comprise, qui peut se dévelop- per à des échelles et des magnitudes très différentes, depuis le micro- séisme déstabilisant brutalement un pilier, jusqu?au séisme perçu en surface et pouvant induire des dom- mages matériels. Dans ce contexte, la compréhension des mécanismes de rupture sis- mique est un objectif important pour mieux évaluer les risques associés. L?exploitation minière profonde offre un champ d?investigation unique à la recherche scientifique en termes d?accès observationnel à ces phéno- mènes. Elle permet de les étudier au plus proche et d?améliorer la stratégie de prévention des risques pour mieux garantir la sécurité des mineurs et la stabilité des infrastructures minières. Pour bien comprendre la réponse du massif rocheux à l?exploitation minière, il est nécessaire d?adopter une approche intégratrice, capable d?appréhender les phénomènes en jeu, en relation avec les caracté- ristiques géologiques locales ainsi qu?avec le processus technologique d?exploitation. Pour ce faire, l?Ineris développe des travaux de recherche fondés sur une approche combinant monitoring multiparamètres et modé- lisation géomécanique 3D complexe. Cette approche méthodologique a été testée dans la mine de Garpenberg en Suède (société minière Boliden) où un quartier en exploitation, situé à plus de 1 200 mètres de profondeur, a été instrumenté via une série de cap- teurs géophysiques et géotechniques reliés en réseau, pour suivre la sismi- cité induite ainsi que la variation du champ de contrainte local. En com- plément, un modèle numérique du type élastoplastique 3D (figure 1) Auteur : Francesca DE SANTIS a été élaboré pour évaluer les inte- ractions entre les modifications des contraintes induites et la génération d'activité sismique à grande échelle. Les données issues de la surveil- lance in situ, ainsi que les données d?observation géologique et de pro- duction minière fournies par le par- tenaire industriel, sont centralisées quasi automatiquement et mises à jour sur la plateforme de web moni- toring e.cenaris de l?Ineris. Le réseau de surveillance a permis de détecter et localiser plus de 700 évé- nements microsismiques sur une période de deux ans. Leur analyse a mis en évidence un comportement complexe du massif rocheux, carac- térisé par différents types de réponses mécaniques. En particulier, il a été démontré que la sismicité induite est d?une part strictement liée au pha- sage d?excavation et, d?autre part, qu?elle est aussi influencée par la géologie locale. La réponse sismique peut ainsi avoir un caractère local et de courte durée et se manifester à distance des zones excavées et per- durer dans le temps. C?est ce que tra- duisent les deux clusters de sismicité observés (figure 2) : l'un situé dans Figure 1 Géométrie du modèle élastoplastique. 39 ABSTRACT Mining induced seismicity generally appears in form of spatio-temporal clusters in the vicinity of the newly excavated volumes. It results from fracturing of the rock-mass and/or shearing on pre-existing fractures. In this work we investigated these processes in one of the orebodies of Garpenberg polymetallic mine (Sweden), using a multidisciplinary approach. It integrates visual observation of the deep underground environment, predictive and comparative 3D geomechanical digital modeling, high- resolution microseismic and geotechnical monitoring, as well as production data follow-up. Results show a complex rock mass response, with two main seismic behaviors: one local, short-term response directly induced by production, the other long-lasting over time and remote from excavations being mainly controlled by geological heterogeneities. Results also show a long-term post-blast aseismic rock behavior, which constitutes a third mechanism driving seismicity. All these findings open new perspectives for rethinking and improving standard procedures in rock-burst hazard assessment, geomechanical modelling and seismic monitoring in deep hard-rock mines. la zone de production (cluster cen- tral) et l'autre (cluster droit) situé à environ 80 m de distance des exca- vations, dans une zone caractérisée par la présence de lentilles de talc- schiste. L?essaim central est inter- prété comme la réponse directe et locale de la roche aux changements de contraintes quasi-statiques dus à l?excavation. En revanche, l?essaim latéral à la zone en exploitation, lui aussi associé temporellement aux tirs de production, semble être d?abord influencé par les hétérogénéités géo- logiques locales, avant le mécanisme de transfert de contraintes plus faible à grande distance. Les données géotechniques ont mon- tré que l'intensité du champ de défor- mations semble être plus corrélée à la séquence minière et à la proximité de zones de talc-schiste qu'au volume de roche excavée. Elles montrent éga- lement l?existence de mécanismes de fluage en réponse à l?exploitation. Ces mécanismes de fluage asis- miques peuvent à leur tour déclen- cher de manière différée la sismicité et pourraient expliquer l?occurrence de la séquence sismique non directement liée aux tirs de production. La modélisation géomécanique 3D a confirmé l?influence de la méthode d?exploitation sur la dynamique de redistribution des contraintes et a montré qu?une forte déformation plastique est induite dans les zones de talc-schiste. La comparaison entre les résultats du modèle et les observa- tions in situ a par ailleurs mis en évi- dence une bonne corrélation lorsque l?on considère la sismicité à proxi- mité des zones de production. En revanche, le modèle ne peut entière- ment expliquer la sismicité déclenchée à distance des nouvelles excavations, puisqu?il ne prend en compte que les effets quasi-statiques dus à l?avan- cement de l?exploitation. Des travaux de recherche complé- mentaires sont engagés pour caler des lois de fluage dans le modèle géo- mécanique et ainsi permettre d?iden- tifier les zones à forte concentration de contraintes pour anticiper les situa- tions mécaniquement instables géné- rées par l?extraction minière et qui peuvent apparaître de manière différée. L?approche croisée par la géo mécanique et la géophysique constitue une voie de progrès importante dans l?évaluation de l?aléa et du risque sismique. Référence De Santis, Francesca; Rock mass mechanical behavior in deep mines: in situ monitoring and numerical modelling for improving seismic hazard assessment ; thèse de doctorat. Université de Lorraine, 05/02/2019 Figure 2 Distributions spatio-temporelles de la sismicité induite. En bleu le cluster central (CC) et en violet le cluster de droite (RC). CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ 40 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 41 42 Observation en continu et sur le long terme de la composition chimique des particules fines sur la plateforme expérimentale SIRTA 44 Application de modèles récepteurs pour l?identification et la quantification des principales sources de particules atmosphériques 46 Modélisation in silico des chemins de l?effet néfaste (AOP) en toxicologie 48 Développement d?une approche de modélisation pour élucider les mécanismes du bisphénol A sur les populations d?épinoches en mésocosmes 50 Recherche des effets des radiofréquences de la téléphonie mobile sur la physiologie humaine : étude de l?activité cérébrale et la variabilité du rythme cardiaque 52 La modélisation toxicocinétique basée sur la physiologie (PBPK) pour l?exposome 54 Modélisation toxicocinétique chez les poissons pour l?évaluation du risque environnemental 56 Dispositifs de mesure en continu pour la surveillance des eaux de surface?: évaluer les performances métrologiques en conditions maîtrisées et sur le terrain 58 Évaluer l?inflammabilité de mélanges liquides par approches prédictives en complément des mesures expérimentales 60 Test d?éclatement d?un microréacteur en carbure de silicium Caractériser les dangers des substances et leurs impacts sur l?Homme et la biodiversité 42 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Observation en continu et sur le long terme de la composition chimique des particules fines sur la plateforme expérimentale SIRTA L es particules fines jouent un rôle majeur sur la qualité de l?air et sur le climat. Il est pri- mordial de pouvoir quantifier leurs sources, ainsi que celles de leurs précurseurs gazeux, pour la mise en oeuvre de plans d?action appropriés. Les études de tendance sur la compo- sition chimique de l?atmosphère sont également nécessaires afin d?évaluer l?efficacité des mesures de gestion et d?améliorer les connaissances de l?impact des particules sur le réchauf- fement climatique, actuel et à venir. Dans ce contexte, l?Ineris s?est associé dès 2011 au Laboratoire des sciences du climat et de l?environnement (LSCE) pour la création d?une plateforme de mesure in situ des polluants atmos- phériques. Cette plateforme expéri- mentale est localisée sur le plateau de Saclay (Essonne), à 25 km au sud- ouest de Paris, et est représentative de la pollution de fond en région Ile- de-France. Elle constitue aujourd?hui une composante importante du SIRTA (Site instrumenté de recherche par télédétection atmosphérique, sirta.ipsl.fr) et, à plus large échelle, de l?infrastructure de recherche Européenne ACTRIS (Aerosol, Clouds and Trace gases Research InfraStructure, www.actris.eu). Elle est également intégrée au pro- gramme CARA du Laboratoire cen- tral de surveillance de la qualité de l?air (LCSQA) pour la surveillance opérationnelle de la composition chimique et des sources des particules atmosphériques à l?échelle nationale (www.lcsqa.org/fr/le-dispositif-cara) ainsi qu?à différents programmes de recherche régionaux (tel que le DIM QI², nouveau domaine d?intérêt majeur de la région Ile-de-France). Parmi les particules atmosphériques, le comportement des aérosols car- bonés, formés de matière organique (AO, pour aérosols organiques) et de carbone suie (BC, pour Black Carbon), reste encore mal connu. Une thèse de doctorat (2016-2019) a été pré- parée par Yunjiang Zhang à l?Ineris afin d?exploiter les mesures automa- tiques et in situ des aérosols carbo- nés réalisées au SIRTA entre fin Auteurs : Olivier FAVEZ, Alexandre ALBINET 2011 et début 2018. Les principales sources d?AO ont pu être discrimi- nées à l?aide de l?outil Positive Matrix Factorization (type de « modèle récepteur ») appliqué aux données de spéciation chimique mesurées par un Aerosol Chemical Speciation Monitor (ACSM). Les propriétés d?ab- sorption de la lumière de BC et du brown carbon (BrC, fraction de l?AO absorbant le rayonnement ultravio- let) ont été mesurées à l?aide d?un aethalomètre multilongueurs d?onde, dont le principe de fonctionnement est basé sur le suivi en continuation de l'atténuation de la lumière par les particules fines s'accumulant sur une bande filtrante. Les résultats obte- nus indiquent notamment des cycles saisonniers, hebdomadaires et jour- naliers spécifiques aux différentes fractions des aérosols primaires et secondaires [1]. En particulier l?AO primaire (AOP), provenant essen- tiellement de la combustion de bio- masse et du transport routier, est prépondérant sur la période froide (de novembre à février), alors que le reste de l?année est dominé par Figure 1 Variations saisonnières moyennes des principales familles d?AO identifiées par PMF?: HOA principalement issu de la combustion d?hydrocarbures, BBOA issu de la combustion de biomasse, OOA?: aérosols organiques secondaires plus ou moins oxydés (respectivement MO-OOA et LO-OOA). 43 Figure 2 Augmentation des propriétés d?absorption du carbone suie (Eabs-880) avec le contenu en aérosols organiques secondaires (SOA), matérialisé par le diamètre des points - et leur degré d?oxydation (cf. axe des ordonnées) au SIRTA. Pour comparaison, les deux carrés représentent le degré d?oxydation de particules issues directement du trafic automobile et de combustion de biomasse, en tant que principales sources de BC en région Ile-de-France. des aérosols organiques oxygénés (figure 1). Parmi ces derniers, une fraction moins oxydée, provenant probablement de façon majeure de précurseurs biogéniques, est pré- pondérante en été (60 % de l?AO en moyenne estivale). Par ailleurs, les études de tendance ont montré une légère diminution des concentra- tions (de l?ordre de 0,05-0,20 µg/m3 par an) de toutes les fractions d?AO identifiées au cours de la période étu- diée, hormis pour cette fraction d?AO moins oxydée qui ne présente pas de tendance significative. Concernant les propriétés optiques, une contribution moyenne globale- ment équivalente à celle de BC a été observée pour le BrC dans le proche ultraviolet en hiver. En outre, il a été mis en évidence une augmentation significative des propriétés d?absorp- tion du BC liée à des interactions avec les aérosols secondaires en mélange interne, en particulier en été où les conditions photochimiques sont les plus favorables à une oxydation du BC. La fraction organique la plus oxy- dée a pu être identifiée comme prin- cipale responsable de ce phénomène (figure 2), faisant des aérosols orga- niques secondaires l?une des fractions des particules les plus importants à considérer par les modèles clima- tiques [2]. Ces observations sur le long terme ont également permis d?alimenter une étude publiée en 2019 sur l?in- fluence des émissions du volcan Bardarbunga (Islande) sur la qualité de l?air en Europe de l?ouest en 2014 et 2015 [3], ainsi qu?une autre étude portant sur l?origine des composés organiques volatils (COVs) en région Ile-de-France [4]. En lien avec cette dernière thématique, une nouvelle thèse de doctorat a débuté fin 2019 en partenariat avec le LSCE afin d?ex- plorer l?apport de l?observation de ces COVs pour une meilleure compréhen- sion des sources de l?AO. ABSTRACT This work aimed at investigating on-line and in situ carbonaceous aerosol measurements performed for more than 6 years at the SIRTA facility, representative of background air quality in the Ile de France region. Results illustrated well-marked seasonal, weekly, and diel cycles of the various primary and secondary carbonaceous aerosol fractions. Primary OA (POA), mainly from wood burning and traffic emissions, were confirmed to dominate submicron OA concentrations at wintertime, while Oxygenated OA (OOA) were shown as the major contributors during the rest of the year. Trend analyses indicated slight decreasing features (in the range of 0.05-0.20 µg m-3 yr-1) for every OA fraction, except for Less Oxidized OOA (LO-OOA). Regarding radiative impacts, a mean value of 1.6 was notably obtained for BC absorption enhancement (Eabs) in summer due to secondary aerosol lensing effect, supporting possible higher BC-related climatic impact than currently expected. Last but not least, More Oxidized OOA (MO-OOA) were shown as the main agent for this Eabs and then appeared as one of the most critical aerosol fractions to be considered within near-future climate models. Références [1] Zhang, Y., O. Favez, J.-E. Petit, F. Canonaco, F. Truong, N. Bonnaire, V. Crenn, T. Amodeo, A.S.H. Prévôt, J. Sciare, V. Gros and A. Albinet (2019): Six-year source apportionment of submicron organic aerosols from near-continuous highly time-resolved measurements at SIRTA (Paris area, France). Atmospheric Chemistry and Physics, 19, 14755-14776, doi: 10.5194/acp-19-14755-2019 [2] Zhang, Y., O. Favez, F. Canonaco, D. Liu, G. Mocnik, T. Amodeo, J. Sciare, A.S.H. Prévôt, V. Gros and A. Albinet (2018): Evidence of major secondary organic aerosol contribution to lensing effect black carbon absorption enhancement. Nature Partner Journal - Climate and Atmospheric Science, 1(47), doi: 10.1038/s41612-018-0056-2 [3] Boichu, M., O. Favez, V. Riffault, J.-E. Petit, Y. Zhang, C. Brogniez, J. Sciare, I. Chiapello, C. Lieven, S. Zhang, N. Pujol-Söhne, E. Tison, H. Delbarre, P. Goloub (2019): Large-scale particulate air pollution and chemical fingerprint of volcanic sulfate aerosols from the 2014- 15 Holuhraun flood lava eruption of Bardabunga volcano (Iceland). Atmospheric Chemistry and Physics, 19, 14253-14287, doi: 10.5194/acp-19-14253-2019. [4] Languille B., V. Gros, J.-E. Petit, C. Honoré, A. Baudic, O. Perrussel, G. Foret, V. Michoud, F. Truong, N. Bonnaire, R. Sarda- Estève, M. Delmotte, A. Feron, F. Maisonneuve, C. Gaimoz, P. Formenti, S. Kotthaus, M. Haeffelin and O. Favez (2020): Wood burning: a major source of Volatile Organic Compounds during wintertime in the Paris region. Science of the Total Environment, 711, 135055, doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.135055 44 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Application de modèles récepteurs pour l?identification et la quantification des principales sources de particules atmosphériques L? élaboration et l?évaluation des plans d?action visant à améliorer la qualité de l?air nécessitent l?identification et la quantification des principales sources d?émissions. Deux grands types de méthodologies sont alors principalement utilisées : ? celles se basant sur l?utilisation de modèles numériques permettant de simuler le devenir des polluants dans l?atmosphère à partir de cadastres d?émission, de la paramétrisation des conditions météorologiques et des processus physico-chimiques de (trans-)formation des PM (particulate matter) ; ? celles se basant sur la mesure des propriétés physico-chimiques des particules sur un site récepteur (« modèles récepteurs »). Ces derniers rendent compte des situations réelles et sont aujourd?hui couramment utilisés au sein de la communauté scientifique et par les acteurs de la surveillance de la qualité de l?air. Un guide méthodologique pour la mise en oeuvre des modèles récep- teurs a été édité dans le cadre des travaux du forum européen pour la modélisation de la qualité de l?air (FAIRMODE)1. L?Ineris s?est forte- ment impliqué dans ces travaux, en collaboration avec le Joint Research Center (figure 1). Les méthodologies appliquées incluent généralement la détermi- nation d?une grande diversité de traceurs spécifiques, suivie de l?uti- lisation d?outils statistiques basés soit sur une bonne connaissance a priori des principales sources et de leur profil d?émission, soit sur une détermination a posteriori de ces sources à l?aide de profils d?émis- sion déterminés par ailleurs. Quelle que soit l?approche utilisée, l?obten- tion de résultats pertinents nécessite une bonne connaissance de l?environ- nement immédiat du site d?étude et ainsi que l?élaboration d?une straté- gie expérimentale adaptée. Les informations fournies par les modèles récepteurs sont directement exploitables (et communicables) pour les sources primaires de particules (e.g., combustion de biomasse, émis- sions directes à l?échappement auto- mobile, sels de mer?). En revanche, pour les aérosols secondaires, les contributions obtenues ne peuvent permettre de statuer directement sur l?impact réel d?une modification des concentrations de leurs précurseurs gazeux (dont les sources restent, en outre, fréquemment à déterminer) sur leurs niveaux de concentrations par- ticulaires. En effet, comme les proces- sus de transformations secondaires ne sont généralement pas linéaires, les polluants émis par les différentes sources (anthropiques ou naturelles) réagissent entre eux, selon des pro- cessus que les modèles récepteurs ne peuvent ni discriminer ni quan- tifier. Pour exemple, les modèles récepteurs permettent d?estimer la contribution des émissions directes de particules par le transport routier, mais n?apportent pas d?information Auteur : Olivier FAVEZ 1 - https:// ec.europa.eu/jrc/ en/publication/ european-guide-air- pollution-source- apportionment- receptor-models Figure 1 Page de couverture de la version révisée du guide européen pour l?application de modèles récepteurs paru en 2019. Figure 2 Localisation des sites étudiés dans le cadre du projet SOURCES. 45 ABSTRACT The source apportionment of air pollutants currently constitutes an overarching challenge for policy makers. This can be accomplished using receptor models, which allows to attribute the mass of an atmospheric pollutant at a given site (called the receptor) to its emission sources by using multivariate analysis. These tools have the advantage of providing information derived from real-world measurements, including estimations of output uncertainty. However, there are limitations in their application to very reactive species. In this context, Ineris collaborated closely with the Joint Research Center (JRC) to edit a revised version of the European guidance document dedicated to the use of such data treatment tools, in collaboration with a group of international experts. This document notably includes tutorials, technical recommendations and check lists for different types of receptor models. In parallel, the SOURCES project supported by Ademe allowed to investigate 15 datasets corresponding to various sampling sites distributed all over France. An innovative aspect of this study is that receptor model analyses have been achieved in a harmonized way, allowing for accurate output comparisons. Figure 3 Contributions annuelles moyennes des principaux facteurs constitutifs des PM10 en fond urbain à l?échelle nationale. Référence [1] Weber, S., D. Salameh, A. Albinet, L. Alleman, A. Waked, J.-L. Besombes, V. Jacob, G. Guillaud, B. Mesbah, B. Rocq, A. Hulin, M. Dominik-Sègue, E. Chrétien, J.-L. Jaffrezo and O. Favez (2019): Comparison of PM10 source profiles at 15 French sites using a harmonized constrained positive matrix factorization approach. Atmosphere, 10, 310, doi: 10.3390/atmos10060310 quantitative précise sur l?influence réelle de cette même source dans la formation d?aérosols secondaires (en particulier le nitrate d?ammonium et les aérosols organiques secondaires). L?application de « modèles récep- teurs » implique généralement l?uti- lisation de nombreuses hypothèses conceptuelles et empiriques. Leur mise en oeuvre nécessite de documenter de la manière la plus exhaustive possible les choix réalisés au cours des diffé- rentes étapes de leur mise en oeuvre. En parallèle des travaux méthodolo- giques qu?il a menés sur ces approches, l?Ineris a également conduit une étude intégrative avec l?Institut des géo- sciences de l?environnement (CNRS/ Université Grenoble Alpes) permet- tant une réanalyse homogène d?une quinzaine de jeux de données français (figure 2) collectés entre 2012 et 2016 dans le cadre du programme CARA du LCSQA (Laboratoire central de sur- veillance de la qualité de l?air) et/ou de projets de recherche nationaux/ européens. Ce travail a été cofinancé par l?Ademe (projet SOURCES) et constitue la plus large étude de sources de PM10 au niveau national par application d?un modèle récepteur. Il a fait l?objet d?une publication scientifique en 2019, synthétisant les principaux résultats issus de cette étude [1]. À titre d?illustration, la figure 3 présente les contributions moyennes des principales sources de PM obtenus pour les environnements de fond urbains à l?échelle nationale (moyennes réalisées pour les sites indiqués en jaune sur la figure 2). 46 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Modélisation in silico des chemins de l?effet néfaste (AOP) en toxicologie LES CHEMINS DE L?EFFET NÉFASTE La toxicologie s?oriente vers la caractérisation des voies de toxicité conduisant à des effets néfastes. Mieux connaître les mécanismes biologiques et leurs étapes vers la survenue d?une pathologie permet- trait d?anticiper les perturbations liées à des expositions aux subs- tances chimiques. La définition de ces voies de toxicité est connue sous le nom d?AOP pour « Adverse Outcome Pathways » [1]. Un AOP décrit la cas- cade d?évènements déclenchés par l?interaction d?une substance avec des cibles moléculaires et pouvant mener à un effet néfaste au niveau de l?organisme. En mesurant l?am- plitude des effets intermédiaires en réponse à différentes doses et sce- narios d?exposition et en quantifiant la relation entre leurs évènements, les AOP pourraient fournir davantage d?informations pour l?évaluation des risques. Dans le but de contribuer à l?appli- cation des AOP, L?Ineris participe au projet européen H2020 EU-ToxRisk. D?une part, nous avons caractérisé les événements initiateurs de la stéa- tose hépatique et d?autre part, nous avons comparé plusieurs approches de quantification d?un AOP pour la maladie rénale chronique. MODÉLISATION QSAR D?ÉVÈNEMENTS INITIATEURS DE LA STÉATOSE HÉPATIQUE Le but de ce travail (figure 1), conduit en collaboration avec l?institut Mario Negri (Italie), était de développer des Auteurs : Enrico MOMBELLI, Cléo TEBBY modèles QSAR prédisant les activités biologiques d?une série de facteurs de transcription (FT) identifiés comme des événements moléculaires initiateurs (EMI) d?AOPs aboutissant à une stéatose hépatique [2]. Les données de trans- activation pour ces EMI ont été extraites de la base de données ToxCast [3]. Une des difficultés majeures de modélisation concernait la propor- tion réduite de substances actives. Lorsque les algorithmes QSAR sont confrontés à ce problème, ils biaisent les prédictions en surestimant l?ap- partenance à la classe majoritaire. Ce problème a été résolu grâce à l?algo- rithme des forêts d?arbres décision- nels (FAD). La première solution consistait à calibrer les FAD sur un jeu de données équilibré obtenu en Figure 2 Performance prédictive évaluée sur un jeu de validation externe (non utilisé lors de la calibration des modèles) des modèles QSAR consensus des EMI de la stéatose hépatique. Les étiquettes « up » et « dn » désignent respectivement un effet de régulation positive et négative de la trans-activation des FT. Les lignes horizontales indiquent les seuils critiques de validité de l?indicateur statistique MCC (coefficient de corrélation de Matthews) garantissant une spécificité et une sensibilité égales ou supérieures à 0,75. La performance prédictive de la majorité des modèles dépasse ces seuils. Figure 1 Schématisation de la modélisation QSAR des évènements moléculaires initiateurs de la stéatose hépatique. Les données répertoriées par la base de données ToxCast ont été utilisées pour calibrer des modèles QSAR capables d?identifier les substances pouvant perturber les facteurs de transcription impliqués dans les phénomènes stéatosiques. Ces prédictions QSAR permettent des approches de criblage virtuel visées à hiérarchiser des listes de substances chimiques en fonction de leur potentiel stéatosique. 47 ABSTRACT Toxicology is moving towards the characterization of mechanistic biological pathways leading to adverse outcomes. These toxicity pathways are defined as AOPs for ?Adverse Outcome Pathway?, which describe the cascade of events triggered by the interaction of chemicals with molecular targets that can lead to an adverse outcome at an organism or population level. By determining and modelling the nature of the relationship between each event based on in vitro measurements, AOPs can be quantified using mathematical tools. This unifying toxicological construct can be used in practice in risk assessment. Within the European project EU-ToxRisk, Ineris has contributed to the development of AOPs by characterizing the molecular initiating events of hepatic steatosis by QSAR modeling (Quantitative Structure- Activity Relationship) and by comparing several approaches to calibrate a quantitative AOP for chronic kidney disease. The developed QSAR models proved to be successful in virtual screening approaches aimed at identifying steatotic chemicals. The case study of chronic kidney disease provided insight into various techniques for quantitative AOP calibration, with further applications expected in Bayesian networks. Références [1] Leist, M., A. Ghallab, R. Graepel, R. Marchan, R. Hassan, S. H. Bennekou, A. Limonciel, M. Vinken, S. Schildknecht, T. Waldmann, E. Danen, B. van Ravenzwaay, H. Kamp, I. Gardner, P. Godoy, F. Y. Bois, A. Braeuning, R. Reif, F. Oesch, D. Drasdo, S. Hohme, M. Schwarz, T. Hartung, T. Braunbeck, J. Beltman, H. Vrieling, F. Sanz, A. Forsby, D. Gadaleta, C. Fisher, J. Kelm, D. Fluri, G. Ecker, B. Zdrazil, A. Terron, P. Jennings, B. van der Burg, S. Dooley, A. H. Meijer, E. Willighagen, M. Martens, C. Evelo, E. Mombelli, O. Taboureau, A. Mantovani, B. Hardy, B. Koch, S. Escher, C. van Thriel, C. Cadenas, D. Kroese, B. van de Water & J. G. Hengstler (2017) Adverse outcome pathways : opportunities, limitations and open questions. Arch Toxicol, 91, 3477-3505. [2] Gadaleta, D., S. Manganelli, A. Roncaglioni, C. Toma, E. Benfenati & E. Mombelli (2018) QSAR Modeling of ToxCast Assays Relevant to the Molecular Initiating Events of AOPs Leading to Hepatic Steatosis. J Chem Inf Model, 58, 1501-1517 [3] Judson, R., A. Richard, D. J. Dix, K. Houck, M. Martin, R. Kavlock, V. Dellarco, T. Henry, T. Holderman, P. Sayre, S. Tan, T. Carpenter & E. Smith (2009) The toxicity data landscape for environmental chemicals. Environ Health Perspect, 117, 685-95 [4] Zgheib, E., W. Gao, A. Limonciel, H. Aladjov, H. Yang, C. Tebby, G. Gayraud, P. Jennings, M. Sachana, J. B. Beltman & F. Y. Bois (2019) Application of three approaches for quantitative AOP development to renal toxicity. Computational Toxicology, 11, 1-13 excluant des substances inactives. La deuxième solution consistait à cali- brer chaque arbre décisionnel sur des sous-échantillons équilibrés du jeu de données. La combinaison des deux stratégies au sein d?une approche par consensus a donné les meilleurs résultats en termes de performance prédictive (figure 2). La majorité des modèles QSAR déve- loppés prédit avec un niveau de précision acceptable (sensibilité et spécificité ? 0.75) pour cinq EMI de la stéatose (PXR, AhR, NrF2, PPARg, PPARa). Ces modèles peuvent être utilisés lors d?une approche de criblage virtuel. En effet, la proba- bilité d?une substance d?induire la stéatose in vitro augmente avec le nombre d?EMI prédits comme actifs par les modèles. L?aire sous la courbe qui caractérise cette approche est égale à 0,76 indiquant un pouvoir de discrimination compatible avec un criblage de bases de données. QUANTIFICATION DE L?AOP POUR LA MALADIE RÉNALE CHRONIQUE À l?aide d?outils de modélisation mathématique, l?Ineris a étudié le lien entre les évènements successifs de l?AOP de la maladie rénale chronique (figure 3). L?amplitude de chaque évènement de cet AOP en réponse à différentes doses de bromate de potassium a été quantifiée in vitro à l?aide de cellules rénales par l?univer- sité médicale d?Innsbruck puis l?uni- versité Vrije d?Amsterdam. Pour établir la relation mathé- matique entre les évènements de l?AOP, trois approches ont été com- parées. Premièrement, des relations dose- réponse ont été établies entre chaque évènement et la dose d?expo- sition, permettant de modéliser les liens entre les évènements. La deu- xième approche consistait à cali- brer un réseau bayésien, qui repose sur des relations probabilistes entre chaque évènement. Ainsi les données obtenues pour chaque évènement clé renseignent l?ensemble des relations modélisées, ainsi que l?incertitude associée. La dimension temporelle de l?AOP a été en partie intégrée grâce au suivi temporel du stress oxydant (DCF). La troisième approche consis- tait à utiliser un modèle de biologie systémique modélisant le stress oxy- dant par la voie du facteur de trans- cription Nrf2 et du glutathion, qui intégrait un nombre important de processus intracellulaires à l?aide de 57 équations différentielles [4]. La méthode des réseaux bayésiens est celle qui, pour une qualité de prédiction équivalente, utilise le moins de paramètres. Mis à part le lien entre l?évènement initiateur et la dose, les relations modélisées sont linéaires. Le modèle de biolo- gie systémique permet d?obtenir des prédictions satisfaisantes mais requiert plusieurs étapes de calibra- tion en modulant les hypothèses sur le mécanisme d?action. La méthode des réseaux bayésiens a donc été retenue en raison de : ? sa simplicité par rapport aux outils de biologie systémique ; ? sa capacité à représenter des liens mécanistiques entre les évènements. Figure 3 Schéma de l?AOP de maladie rénale chronique et données modélisées. En vert?: les évènements. En jaune?: des mesures de marqueurs (GSH?: Glutathion?; DCF?: dichlorofluoresceine fluorescente) d?après (Zgheib et al. 2019). Les données représentent la dose-réponse de GSH à 1?heure d?exposition, le niveau de stress oxydant au cours du temps à différentes doses, et des mesures de lactate à plusieurs doses et durées d?exposition. 48 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Développement d?une approche de modélisation pour élucider les mécanismes du bisphénol A sur les populations d?épinoches en mésocosmes L e bisphénol A (BPA) est une substance chimique qui était utilisée dans de nombreux produits d?usage courant puisqu?il s?agissait d?un des constituants des plastiques rigides tels que le poly- carbonate. Reconnu comme pertur- bateur endocrinien, son utilisation est maintenant interdite dans un grand nombre de produits [1]. Afin d?évaluer les effets du BPA sur les organismes aquatiques, une expérience dans les rivières artificielles de l?Ineris a été réalisée en 2012 testant trois concen- trations de BPA (1, 10 et 100 µg/L) [2]. Lors de cette expérience, des impacts au niveau individuel et populationnel sur les épinoches à trois épines ont été observés à la plus forte concentration testée mais les causes expliquant ces effets n?ont pas été précisément élu- cidées à cette époque. Pour permettre d'extrapoler la toxicité observée au niveau moléculaire ou individuel au niveau de la population, nous avons élaboré un modèle de dynamique de population. Ce modèle, couplant un modèle individu-centré (IBM) et un modèle basé sur la théo- rie « Dynamic Energy Budget » (DEB), a été testé rigoureusement à l?aide d?analyses de sensibilité locales et globales afin d?identifier les para- mètres les plus influents sur ses pré- dictions. Ces paramètres ont ensuite été calibrés à l?aide de jeux de données provenant de deux expériences indé- pendantes en mésocosme. Enfin, pour évaluer la pertinence de ce modèle DEB-IBM pour décrire les dyna- miques de population des épinoches en mésocosme, ses capacités prédic- tives ont été évaluées à l'aide de trois jeux de données présentant différents scénarios environnementaux [3]. Pour ces trois expériences, les pré- dictions du modèle sont similaires aux observations faites en fin d?ex- périence. Les bonnes capacités pré- dictives de notre modèle permettent Auteur : Rémy BEAUDOUIN d?envisager son utilisation pour éva- luer les impacts des substances toxiques au niveau de la population en améliorant les analyses des expé- riences en mésocosme. Ainsi nous avons utilisé les données issues de l?expérience sur le BPA pour : ? évaluer le potentiel de ce modèle pour prédire les impacts au niveau de la population à l'aide de données écotoxicologiques issues de la littérature ; ? mieux comprendre les mécanismes de toxicité du BPA dans ces mésocosmes [4]. Pour cela, nous avons testé plusieurs modes d?action possibles du BPA (effets directs) en prenant en compte les effets sur l?environnement dans lequel vivent et se reproduisent les épinoches. Les effets directs du BPA sur les poissons ont été identifiés à partir des données de la littérature (figure 1) tandis que les effets indi- rects sur les épinoches ont été pris en Figure 1 Dose-réponses des effets du BPA sur la croissance (a), la mortalité des oeufs et des larves (b), la production de spiggine (c) et le niveau de développement des gonades (d) (David et al. 2019a). Les points représentent les données de la littérature, les lignes bleues représentent les doses-réponses ajustées sur les points de données. Les lignes noires représentent les courbes dose- réponse recalibrées sur les données de populations obtenues en mésocosme. Pour l?inhibition de la croissance, les lignes pleines représentent les doses-réponses pour les adultes (mâles et femelles) tandis que les lignes en pointillé représentent la dose-réponse pour les juvéniles. Figure 2 Distributions des fréquences des tailles des poissons prédites par le modèle par rapport aux fréquences des tailles des poissons observées (classe de 1 mm) pour chaque traitement au BPA?: 0 µg/L (a), 1 µg/L (b), 10 µg/L (c) ou 100 µg/L (d) (David et al. 2019a). Différents types de points représentent les fréquences des différentes populations observées. Les lignes noires et blanches pleines représentent les distributions médianes des populations simulées et observées. Le niveau de couleur représente la fréquence des populations simulées (1?000 simulations) ayant un pourcentage donné d?individus pour une classe de taille donnée. Les fréquences inférieures à < 1e-04 sont représentées en blanc. 1 - Lowest observed effect concentration 49 ABSTRACT Bisphenol A (BPA), a well-known endocrine- disrupting chemical, is ubiquitously present in the aquatic environment. Its impacts on populations of three-spined sticklebacks have been studied in artificial streams at low BPA doses. These experimental data showed clear impacts on the population, but the causes explaining the observed effects remained unclear. Here, we used an individual-based model coupled with a Dynamic Energy Budget model to (i) to predict BPA impacts on populations from individual level laboratory ecotoxicological endpoints and (ii) provide insight on the mechanisms of BPA toxicity in these mesocosms. To do that, both direct and indirect effects of BPA on sticklebacks were incorporated in the model. Direct BPA effects on fish have been identified based on literature data whereas indirect effects have been taken into account using sampling data from the exposed artificial streams. Results showed that direct BPA effects on fish mainly explained population structure in the mesocosms, but indirect effects were not negligible. Hence, this study showed the potential of modelling in risk assessment to predict the impacts on fish population viability from effects measured on organisms. Références [1] Beausoleil, C., Emond, C., Cravedi, J.P., Antignac, J.P., Applanat, M., Appenzeller, B.M.R. et al. (2018). Regulatory identification of BPA as an endocrine disruptor: Context and methodology. Molecular and cellular endocrinology, 475, 4-9. [2] de Kermoysan, G., Joachim, S., Baudoin, P., Lonjaret, M., Tebby, C., Lesaulnier, F. et al. (2013). Effects of bisphenol A on different trophic levels in a lotic experimental ecosystem. Aquat Toxicol, 144, 186-198. [3] David, V., Joachim, S., Tebby, C., Porcher, J.-M. & Beaudouin, R. (2019b). Modelling population dynamics in mesocosms using an individual-based model coupled to a bioenergetics model. Ecological Modelling, 398, 55-66. [4] David, V., Joachim, S., Porcher, J.M. & Beaudouin, R. (2019a). Modelling BPA effects on three-spined stickleback population dynamics in mesocosms to improve the understanding of population effects. Science of the Total Environment, 692, 854-867. Figure 3 Amélioration des prédictions des modèles prenant en compte les effets indirects du BPA seuls (gris clair), les effets directs du BPA seuls (gris moyen) ou les effets directs et indirects (gris foncé) pour les différentes variables descriptives des populations d?épinoches (David et al. 2019a). Les résultats sont représentés en termes de ratios entre le RMSE de ces différents modèles et le RMSE du modèle sans tenir compte des effets BPA pour chaque sortie. L?avantage moyen sur toutes les sorties est donné en haut à droite. F?: femelle. M?: Mâle. M.m?: mâle sexuellement mature. J?: Juvénile. C00?: poissons introduits dans les mésocosmes et CXX?: poissons nés dans les mésocosmes. L?: taille moyenne des poissons. CV?: variation dans une population des tailles des poissons. F.M.m, F.F et F.J?: fréquence de mâles sexuellement matures, de femelles, de juvéniles dans les populations. N?: nombre de poissons. compte à partir des données d'échan- tillonnage des proies provenant de nos rivières artificielles. Les résultats de modélisation ont montré que l?utilisation du modèle pour extrapoler les données de toxicité mesurées en laboratoire de l?échelle individuelle à l?échelle populationnelle semblait promet- teuse puisque celui-ci prédisait correctement les variables descrip- tives des populations d?épinoches à trois épines en fin d?expérience (figure 2). Néanmoins, comme les études en laboratoire s?intéressant aux effets du BPA sur les épinoches à trois épines sont relativement rares, nous avons dû intégrer des données obtenues chez différentes espèces. La variabilité inter espèce de la sen- sibilité au BPA est donc une source d?incertitude dans notre approche et représente un frein à l?utilisation du DEB-IBM pour extrapoler les effets de substances chimiques moins étudiées en laboratoire. Par ailleurs, nous avons identifié les principaux modes d?action du BPA sur les épinoches en mésocosme et nous avons évalué la contribution des effets directs sur les traits d?histoire de vie des épinoches et indirects sur leurs proies pour chacune des variables descriptives des populations d?épinoches. En effet, les effets directs du BPA sur les poissons (impact sur la formation des gonades, la croissance, le comportement repro- ducteur des mâles, la survie des oeufs et des larves) expliquaient principalement les modifications de la structure de la population d'épinoches à trois épines en fin d?expérience en mésocosme (figure 3). De plus, nous avons éga- lement proposé une démarche pour extrapoler des courbes dose-réponses à l?échelle de la population dans le but d?estimer des valeurs seuils de toxicité. Enfin, la LOEC1 la plus basse pour les variables descriptives des populations d?épinoches à trois épines a été esti- mée par modélisation à 10 µg/L de BPA. Ainsi, lors de cette étude de cas, notre approche basée sur la modélisation s?est montrée performante pour reproduire les dynamiques normales de populations et pour simuler les effets d?une substance toxique per- turbatrice endocrinienne. Ainsi, l?uti- lisation de ce modèle permettra de donner un sens écologique aux obser- vations faites en laboratoire, et donc de fournir des critères d?évaluation et de gestion du risque pertinents. 50 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Recherche des effets des radiofréquences de la téléphonie mobile sur la physiologie humaine : étude de l?activité cérébrale et la variabilité du rythme cardiaque L?utilisation croissante du téléphone portable a consi- dérablement augmenté l'ex- position de la population aux champs électromagnétiques de radiofré- quences (CEM-RF). Les effets bio- logiques de ces champs et leurs conséquences sur la santé humaine ont retenu l'attention des scienti- fiques, plus particulièrement les effets sur le cerveau. Certaines études ont examiné l'effet sur le flux sanguin cérébral [1] ou sur la réponse hémo- dynamique cérébrale via l'IRM fonc- tionnelle [2;3 ; 4] , alors que d'autres ont examiné l'activité électrique du cerveau via l'électro encéphalographie (EEG) (ex : [5]). L'un des effets cohérent observé sur l?EEG jusqu?à présent est la modulation de la puissance spec- trale de la bande alpha. Cependant, certaines études rapportent une augmentation de la puissance spec- trale de la bande alpha tandis que d'autres une diminution alors que quelques-unes n'ont montré aucun effet statistiquement significatif [6]. Il apparait donc que les effets de l'ex- position aux CEM-RF sur l'activité de la bande alpha ne sont toujours pas concluants. Une explication de ces résultats hétérogènes pourrait rési- der dans les écarts entre les études concernant l'utilisation des méthodo- logies et des protocoles expérimen- taux, les fréquences et les intensités appliquées par les systèmes d'expo- sition et les critères d'inclusion des participants ou tout simplement la variabilité de la technique utilisée (pour la revue, voir [6]). Afin de caractériser davantage la modulation de la bande alpha par les CEM-RF, la magnétoencéphalographie (MEG) combinée à l?IRM cérébrale ana- tomique individuelle pourrait être une alternative à la résolution spatiale limi- tée de l'EEG. Pour cette raison, le but de notre étude était d'étudier l'effet de l'ex- position GSM 900 MHz des téléphones portables sur l'activité MEG spontanée de la bande alpha au réveil avec l?es- pace capteur et l'espace source. En effet, comme dans l'EEG, la MEG enre- gistre les phénomènes corticaux avec une résolution temporelle en millise- condes, mais son principal avantage est une précision spatiale plus élevée à la fois dans l'enregistrement de sur- face et la reconstruction de la source. La topographie spatiale des données des capteurs MEG est visuellement et quan- titativement moins tachée et déformée par les changements de conductivité électrique entre le cerveau, le crâne et le cuir chevelu par rapport aux signaux EEG provenant de la même source céré- brale physiologique [7?; 8]. À notre connaissance, c'est la pre- mière fois qu'un protocole MEG est appliqué pour étudier l'impact poten- tiel des CEM-RF sur l'activité cérébrale au repos. Pour limiter les biais liés aux facteurs de confusion, nous avons également évalué la fréquence car- diaque et la variabilité de la fréquence cardiaque (VRC), en tant qu'indices de l'activité du système nerveux auto- nome [9]. METHODOLOGIE Les participants Trente-deux volontaires sains ont par- ticipé à cette étude (15 hommes et 17 femmes, âge moyen ± SD : 24,8 ± 3,5 ans, indice de masse corporelle moyen ± SD : 21,61 ± 1,87). Ils ont été sélectionnés selon des critères d'inclusion stricts. Aucun des par- ticipants n'avait d'antécédents de traumatisme crânien, de maladie neurologique ou psychiatrique ou de maladie chronique, d'invalidité ou de maladie aiguë récente. Les femmes enceintes n'ont pas été incluses dans l'étude (confirmé par le test de gros- sesse urinaire, le test de grossesse NADAL hCG 10 mUI / ml, nal von minden GmbH, Allemagne). Les critères d'inclusion comprenaient également des habitudes de sommeil régulières, pas de médicaments, pas de tabac, pas de consommation de drogues (confirmé par un test multi- drogue d'urine, NarcoCheck Evolutive, France). Les participants devaient s'abstenir de consommer de l'alcool et de la caféine pendant 24 heures avant chaque session et jeûner pendant au moins deux heures et demie avant le début de la session d'enregistrement. On leur a demandé de maintenir un cycle veille-sommeil régulier (de 8 h à 23 h ± 1 h) au moins une semaine avant l'expérience et de ne pas utili- ser leur téléphone portable le jour de l'expérience. Les femmes n'ont par- ticipé que pendant la phase follicu- laire de leur cycle ovarien- menstruel. Tous les participants ont donné leur consentement écrit en connaissance de cause et ont été indemnisés pour leur participation. Auteur : Brahim SELMAOUI Figure 1 Exemple de résultats de la modulation du rythme de l?alpha (haute) en espace capteur. Les analyses de données yeux fermés au niveau de l?espace capteur ont montré des changements de puissance dans la région corticale temporo-occipitale confirmant les résultats obtenus en espace source. Axe abscisse?: électrode par région?; axe ordonnée?: amplitude de la puissance spectrale de l?alpha bande. Figure 2 Exemple de résultats de la modulation du rythme de l?alpha (haute) en espace source. Les analyses de données yeux fermés au niveau de l?espace source ont montré des changements de puissance dans la région corticale temporo- occipitale confirmant les résultats obtenus en espace capteur. 51 Toutes les procédures ont été approu- vées par le Comité d'éthique français CPP Ouest VI (ID n° : RCB 2017- A01702-51) et étaient conformes à la déclaration d'Helsinki. Système d'exposition Afin d'assurer une conception en double aveugle, les systèmes d'ex- position consistaient en deux appa- reils téléphoniques GSM (Nokia 6650) avec exactement la même forme et la même structure, qui ne différaient que par l'émission CEM-RF, comme indiqué précédemment [1?; 5]. Le signal émis était un signal GSM fonctionnant à une fréquence de 900 MHz, modulé à 217 Hz avec une puissance maximale de 2 W, équi- valent à une puissance moyenne de 250 mW avec 1/8 de rapport cycli- que. Les taux d'absorption spécifiques maximaux (DAS) ont été moyennés sur 10 g de tissu et 1 g de tissu ainsi que la valeur maximale qui donnent les valeurs des mesures suivantes : 0,49 W/kg, 0,70 W/kg et 0,93 W/kg, respectivement. Le SAR du téléphone factice était inférieur au niveau de détection du système (0,001 W/kg) à n'importe quelle position du fan- tôme et aucun champ électrique n'a été détecté à la surface du télé- phone factice, comme indiqué dans nos études précédentes [1?; 5]. Protocole expérimental Les participants ont assisté à deux sessions d'enregistrement à une semaine d'intervalle à la même heure de la journée. Nous avons utilisé une conception expérimentale croisée, randomisée, en double aveugle et contrebalancée. Chaque session a été caractérisée par trois phases d?enre- gistrement : les valeurs de base (réfé- rences) avant exposition, la période d'exposition avec CEM-RF réelle ou fictive et la période de post- exposition sans le téléphone. En raison de l'in- terférence du CEM-RF sur les cap- teurs MEG, le MEG a été enregistré uniquement pendant la période de référence (avant exposition) et pen- dant la période post-exposition. L'EEG a été enregistré pendant toute la durée de la session expérimentale. Nous avons étudié les effets de l'ex- position aux radiofréquences des téléphones portables sur les bandes alpha inférieures et supérieures. Le magnéto encéphalogramme a été enregistré chez des volontaires sains au repos avant et après une expo- sition aux radiofréquences avec les yeux ouverts et les yeux fermés. Les densités spectrales de puissance ont été estimées au niveau du capteur et de l'espace source. RÉSULTATS Les résultats ont indiqué un effet significatif de l'exposition aux radiofréquences sur les bandes alpha inférieures et supérieures, principa- lement représentées par une dimi- nution des densités de puissance spectrale. En particulier, des ana- lyses de données yeux ouverts dans l'espace capteur et l'espace source ont localisé la modification de la puissance dans les régions corticales pariétales et fronto-pariétales, res- pectivement. Les analyses de données yeux fermés au niveau du capteur et de la source ont montré des change- ments de puissance dans la région corticale temporo-occipitale. Aucun des autres paramètres physiolo- giques de la variabilité du rythme cardiaque étudiée ici n'a rapporté de différence statistiquement significa- tive liée à la condition d'exposition. DISCUSSION Cette étude de magnétoencépha- lographie dans l?espace capteur et l'espace source a confirmé que les radio fréquences modulent l'activité de la bande alpha. Les régions corticales impliquées dans les changements de puissance inférieurs et supérieurs semblent être liées à la condition des yeux : yeux ouverts ou yeux fermés. ABSTRACT The aim of our study was to investigate the effect of GSM 900 MHz cell phone exposure on spontaneous waking MEG activity in the alpha band with the sensor and source space. In order to limit the biases associated with confounding factors, we also evaluated heart rate and heart rate variability as indices of autonomic nervous system activity. The exposure systems consisted of two GSM phone devices with exactly the same shape and structure, which differed only in RF-EMF emission. The maximum specific absorption rates were averaged over 10g of tissue and 1g of tissue, as well as the maximum value, giving the following measurement values: 0.49W/kg, 0.70W/kg and 0.93W/kg, respectively. The results indicated a significant effect of RF exposure on the lower and upper alpha bands, mainly represented by a decrease in spectral power densities. In particular, analyses of open-eye data in the sensor space and source space localized the power change in the parietal and fronto-parietal cortical regions, respectively. Analyses of closed-eye data at the sensor and source showed power changes in the temporo-occipital cortical region. None effect observed in the other physiological parameters. Références [1] Ghosn R, Thuroczy G, Loos N, Brenet-Dufour V, Liabeuf S, et al. (2012). "Effects of GSM 900 MHz on middle cerebral artery blood flow assessed by transcranial Doppler sonography." Radiat Res 178(6): 543-50, PMID: 23106209, DOI: 10.1667/RR3007.1. [2] Curcio G, Nardo D, Perrucci MG, Pasqualetti P, Chen TL, et al. (2012). "Effects of mobile phone signals over BOLD response while performing a cognitive task." Clinical Neurophysiology 123(1): 129-36, PMID: 21741302, DOI: 10.1016/j.clinph.2011.06.007. [3] Lv B, Shao Q, Chen Z, Ma L and Wu T (2015). "Effects of acute electromagnetic fields exposure on the interhemispheric homotopic functional connectivity during resting state." Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc., PMID: 26736632, DOI: 10.1109/EMBC.2015.7318732. [4] Wei Y, Yang J, Chen Z, Wu T and Lv B (2019). "Modulation of resting-state brain functional connectivity by exposure to acute fourth-generation long-term evolution electromagnetic field: An fMRI study." Bioelectromagnetics 40(1): 42-51, PMID: 30562416, DOI: 10.1002/bem.22165. [5] Ghosn R, Yahia-Cherif L, Hugueville L, Ducorps A, Lemarechal JD, et al. (2015). "Radiofrequency signal affects alpha band in resting electroencephalogram." J Neurophysiol 113(7): 2753-9, PMID: 25695646, DOI: 10.1152/jn.00765.2014. [6] Wallace J and Selmaoui B (2019). "Effect of mobile phone radiofrequency signal on the alpha rhythm of human waking EEG: A review." Environ Res 175: 274-86, PMID: 31146099, DOI: 10.1016/j.envres.2019.05.016. [7] Hari R, Parkkonen L and Nangini C (2010). "The brain in time: insights from neuromagnetic recordings." Ann N Y Acad Sci 1191: 89-109, PMID: 20392277, DOI: 10.1111/j.1749-6632.2010.05438.x. [8] Baillet S (2017). "Magnetoencephalography for brain electrophysiology and imaging." Nat Neurosci 20(3): 327-39, PMID: 28230841, DOI: 10.1038/nn.4504. [9] Shaffer F and Ginsberg JP (2017). "An Overview of Heart Rate Variability Metrics and Norms." Front Public Health 5: 258, PMID: 29034226, DOI: 10.3389/fpubh.2017.00258. Figure 3 Enregistrement magnétoencéphalographie (MEG). Figure 4 Enregistrement électroencéphalographie (EEG). 52 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ La modélisation toxicocinétique basée sur la physiologie (PBPK) pour l?exposome D e nombreuses études sug- gèrent que la survenue et la sévérité de maladies, notam- ment chroniques, sont imputables à une combinaison de facteurs géné- tiques et environnementaux. Les expositions aux facteurs environne- mentaux sont extrêmement variées, changeantes et complexes. On quali- fie d?exposome l?ensemble des expo- sitions couvrant la vie entière. Parmi les méthodologies pour caractériser l?exposome individuel, la modélisation toxicocinétique basée sur la physio- logie (PBPK) permet de comprendre le lien entre exposition environnemen- tale et exposition interne dans l?or- ganisme. Nos travaux portent sur l?interprétation des biomarqueurs d?exposition mesurés lors d?études de biosurveillance pour prédire les expo- sitions chimiques lors des périodes de vulnérabilité et sur l?identification de co-expositions de substances. EXPOSITION DANS LES TISSUS CIBLES Des études épidémiologiques montrent que l?exposition prénatale à l?acide perfluorooctanesulfonique (PFOS) et à l?acide perfluorooctanoïque (PFOA) est associée à des effets néfastes sur la santé des enfants. Cependant bon nombre de ces associations statis- tiques restent mal caractérisées en raison d?incertitudes sur l?exposition foetale. Nous avons mis en place une approche de modélisation afin de fournir des indicateurs d?exposition foetale en lien avec la survenue de ces effets et l?avons appliquée à une cohorte mère-enfant (INMA ? INfancia y Medio Ambiente) [1]. Notre approche se base sur la trans- position de concentrations en PFOS et PFOA mesurées dans le sang maternel à un instant de la grossesse en concen- trations au niveau du foetus dans les tissus cibles sur toute la période de grossesse par l?intermédiaire d?un modèle PBPK. La concentration et l?ex- position cumulée (AUC) ont été cal- culées dans plusieurs organes cibles, soit un total de sept indicateurs. La figure 1 présente les concentrations plasmatiques chez les foetus INMA qui augmentent continuellement lors de la grossesse. On observe aussi que les concentrations foetales en fin de grossesse sont similaires pour les deux composés malgré le facteur 2 entre les concentrations maternelles mesurées. Au niveau individuel, les schémas d?ex- position varient considérablement d?un foetus à l?autre. Le tableau 1 présente la comparai- son des indicateurs entre le PFOA et le PFOS. Environ 10 % de la popu- lation disposent de tous ses indi- cateurs PFOA supérieurs à ceux du PFOS, 20 % présentent la situation inverse, et environ 70 % présentent un ordre différent entre PFOA et PFOS. Les expositions foetales simulées Auteurs : Céline BROCHOT, Florence ZEMAN apportent donc des informations complémentaires aux concentra- tions maternelles mesurées, et permettent de prédire l?exposition prénatale dans les organes cibles pendant les fenêtres de sensibilité. Des travaux futurs mettront en rela- tion ces indicateurs avec des effets néfastes observés chez les enfants. EXPOSITION À DES MÉLANGES DE PYRÉTHRINOÏDES La population française est forte- ment exposée aux pyréthrinoïdes, des insecticides ubiquitaires. Nous avons développé un modèle global reliant l?exposition externe à quatre pyréthrinoïdes (perméthrine, cyper- méthrine, cyfluthrine et deltamé- thrine) aux concentrations urinaires des cinq métabolites mesurés lors d?études de biosurveillance [2]. Le modèle global a été évalué avec des données humaines (figure 2). Dans l?ensemble, le modèle reproduit bien les données : 89 % des prédictions sont éloignées des données d?un fac- teur 3 au maximum. Le modèle global a ensuite été appliqué pour prédire les niveaux de métabolites urinaires à partir de scénarios d?exposition réalistes pour la cohorte française ENNS ? Étude Nationale Nutrition Santé. Les prédictions du modèle sont proches des données de la cohorte avec des rapports médians entre prédictions et Tableau 1 Comparaison des sept indicateurs de l?exposition foetale entre le PFOA et le PFOS pour les enfants (au stade foetus) de la cohorte INMA. Les résultats sont présentés sous la forme de pourcentage des individus. PFOA > PFOS PFOA < PFOS Charge corporelle à la naissance (µg) 68,2?% 68,2?% Concentration plasmatique (µg/L) Fin du trimestre 1 79,8?% 20,2?% Fin du trimestre 2 70,8?% 29,2?% Naissance 65,9?% 34,1?% Aire sous la courbe (µg.day/L) Cerveau 39,9?% 60,1?% Rein 78,0?% 22,0?% Foie 9,2?% 90,8?% 53 ABSTRACT The exposome encompasses life-course environmental exposures from the prenatal period onwards. Among the methodologies for characterizing the exposome, we develop physiologically based pharmacokinetic (PBPK) modelling that links chemical external exposure to internal exposure in the body. Our work concerns the interpretation of biomarkers of exposure measured in biomonitoring studies to predict chemical exposures during periods of vulnerability and to identify co-exposures. The aim of the first study was to provide new indicators of foetal exposure for the INMA (INfancia y Medio Ambiente) birth cohort for two perfluoroalkyl substances. We developed a pregnancy PBPK model to transpose maternal PFOS and PFOA concentrations measured at the end of the first trimester of pregnancy into foetal concentrations in target tissues throughout pregnancy. The second study aimed at developing a global toxicokinetic model that links the external exposure to four widely-used pyrethroids (deltamethrin, permethrin, cypermethrin, and cyfluthrin) to the urinary concentrations of their metabolites. The model combined with realistic cumulative and aggregated exposures to pyrethroids was applied to the French population. Références [1] Céline Brochot, Maribel Casas, Cyntia Manzano-Salgado, Florence A. Zeman, Thomas Schettgen, Martine Vrijheid, Frédéric Y. Bois. Prediction of maternal and foetal exposures to perfluoroalkyl compounds in a Spanish birth cohort using toxicokinetic modelling. Toxicology and Applied Pharmacology 379 (2019) 114640. [2] Paul Quindroit, Rémy Beaudouin, Céline Brochot. Estimating the cumulative human exposures to pyrethroids by combined multi- route PBPK models : Application to the French population. Toxicology Letters. Volume 312, 15 September 2019, Pages 125-138 [3] Personne S, Marcelo P, Pilard S, Baltora-Rosset S, Corona A, Robidel F, Lecomte A, Brochot C, Bach V, Zeman F. (2019). ?Determination of maternal and foetal distribution of cis- and trans- permethrin isomers and their metabolites in pregnant rats by liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS).? Anal Bioanal Chem 411(30): 8043-8052. [4] Dimosthenis Sarigiannis, Spyros Karakitsios, Elena Dominguez- Romero, Krystalia Papadaki, Celine Brochot, Vikas Kumar, Marta Schumacher, Moustapha Sy, Hans Mielke, Mathias Greiner, Martin Scheringer. Physiology-based toxicokinetic modeling in the frame of the European Human Biomonitoring Initiative. Environmental Research. Volume 172, May 2019, Pages 216-230 [5] Marc Codaccioni, Frédéric Y. Bois, Céline Brochot. Placental transfer of xenobiotics in pregnancy physiologically-based pharmacokinetic models : structure and data. Computational Toxicology 12 (2019) 100111. données entre 0,58 et 1,5. Nous avons ensuite évalué les contributions des trois voies d'exposition et des quatre pyréthrinoïdes aux concentrations de métabolites urinaires. Les résultats montrent que l?exposition par voie orale est majoritaire (environ 99 %) et que la deltaméthrine concourt davantage à l?exposition externe cumulée des pyréthrinoïdes qu?à l?exposition interne pour le métabolite commun 3-PBA alors que c?est l?inverse pour la perméthrine. Notre modèle global multivoie est le premier à considérer plusieurs pyréthrinoïdes simultanément et à inclure l?impact d?une exposition cumulée sur les biomarqueurs d?exposition, ce qui constitue une amélioration des pratiques actuelles qui traitent chaque composé séparément. Actuellement, nous poursuivons nos travaux pour étendre notre modèle aux femmes enceintes en caractérisant le passage transplacentaire de ces composés [3]. CONCLUSION Ces deux exemples illustrent l?intérêt de la modélisation PBPK pour carac- tériser l?exposome individuel, qui est aussi promu par l?initiative euro- péenne sur la biosurveillance humaine (projet européen HBM4EU). Dans ce contexte, nous identifions et évaluons l?adéquation des modèles PBPK exis- tants pour l?évaluation des risques afin de promouvoir leur utilisation [4?; 5]. Figure 2 Comparaison des prédictions du modèle avec les données expérimentales obtenues chez l?homme après exposition orale, cutanée ou par inhalation à un pyréthrinoïde. Les cinq métabolites sont représentés (3-PBA, F-PBA, cis-DCCA, trans-DCCA, DBCA) ainsi que la trans- et cis-perméthrine. La ligne pleine est la correspondance parfaite entre les prédictions et les données expérimentales. Les lignes en tirets représentent l?intervalle d?erreur de 5 et les lignes pointillées l?intervalle d?erreur de 10. Figure 1 Concentrations plasmatiques foetales, simulées avec le modèle PBPK, au cours de la grossesse pour le PFOA (bleu) et le PFOS (vert) pour la cohorte INMA. 54 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Modélisation toxicocinétique chez les poissons pour l?évaluation du risque environnemental L a survenue d?effets liés à l?ex- position à des substances chimiques seules ou en mélange dépend de l?exposition interne des organismes. Cette dernière peut être évaluée en établissant une relation entre les concentrations dans l?en- vironnement et les concentrations dans l?organisme. Cette relation doit notamment prendre en compte les facteurs environnementaux et biolo- giques qui peuvent influencer la bioac- cumulation [1]. La toxico cinétique d?un contaminant décrit son deve- nir au cours du temps dans un orga- nisme selon quatre processus (ADME) : l?absorption, la distribution dans les organes, le métabolisme et l?excré- tion. Les modèles toxicocinétiques à fondement physiologique (appelés aussi PBPK pour Physiologically based pharmacokinetic) permettent une des- cription réaliste de la toxicocinétique. Dans le cadre d?un projet européen financé par l?EFSA (European Food Safety Authority) visant à pro- mouvoir la prise en compte de la toxicocinétique dans l?évaluation des risques pour l?environnement, notre revue de la littérature a mon- tré que les modèles publiés ont prin- cipalement été développés pour des espèces aquatiques et en particulier des poissons [1]. Ainsi, une trentaine de publications utilisent des modèles PBPK chez des poissons téléostéens. Ces modèles existants étant spéci- fiques de substances particulières, d?un mode d?exposition ou de condi- tions expérimentales, ils ne peuvent pas être facilement utilisés dans le cadre d?évaluation de risque. Pour pallier ces limites, nous avons développé des modèles génériques pour quatre espèces couramment utilisées en écotoxicologie [2] : le poisson zèbre, la truite arc-en-ciel, le vairon tête de boule et l?épinoche à trois épines. Ces modèles ont été construits de façon à pouvoir être utilisables pour un grand nombre de substances chimiques. La structure des quatre modèles est iden- tique mais leur paramétrisation dif- fère entre les espèces (figure 1). Les paramètres physiologiques de chaque espèce et leur variabilité inter-indivi- duelle ont été estimés à partir d?une méta-analyse de données expérimen- tales produites à l?Ineris ou publiées. De Auteurs : Rémy BEAUDOUIN, Cleo TEBBY plus, de nouvelles approches mécanis- tiques ont été proposées pour inclure les effets de la croissance et de la tem- pérature. Les modèles ont été évalués pour neuf contaminants environne- mentaux. Les prédictions sont satis- faisantes : sans calibrer le modèle avec les observations, 50 % des écarts entre prédictions et observations étaient inférieures à un facteur 3 pour six des neuf produits chimiques et 75 % des écarts à un facteur 3 pour les trois produits chimiques les plus lipophiles (figure 2). Pour un composé perfluoré, nous disposions de mesures répétées de toxicocinétique (collaboration avec l?Inrae) qui nous ont permis d?in- vestiguer précisément les processus ADME de ces composés persistants et ubiquitaires dans l?environne- ment [3] ainsi que les effets de la température de l?eau sur la toxicoci- nétique [4]. La modélisation a per- mis de préciser les voies d?excrétion majoritaires de ces substances, qui sont difficilement mesurables chez le poisson. L?effet de la température a été inclus au niveau de paramètres ADME, et notamment de façon nova- trice au niveau des coefficients de par- tage entre le plasma et les organes. Ainsi, nous obtenons des prédictions précises des concentrations de PFOS dans les organes de truites à diffé- rentes températures (figure 3). L?apport des modèles PBPK pour amé- liorer la caractérisation des effets de mélanges de substances a aussi été évalué. Notre modèle PBPK pour la truite arc-en-ciel a été appliqué pour modéliser la cinétique de la méla- mine et l?acide cyanurique [5]. Les modèles PBPK des deux composés ont été combinés et un modèle de for- mation de cristaux pour le mélange a été ajouté pour prédire l?intensité de la formation de cristaux sous l?hy- pothèse que ces derniers soient for- més soit dans l?urine soit dans les reins. La modélisation de la ciné- tique de la mélamine et de l?acide cyanurique a permis de mieux com- prendre et prédire l?intensité de la formation des cristaux en cas d?ex- positions séquentielles d?intensité Figure 1 Schéma de la structure des modèles PBPK développés. Les sites d?absorption, d?excrétion et de métabolisme sont représentés respectivement en orange, violet et vert. Schéma issu de Grech et al. (2019). 55 ABSTRACT Risk assessment relies on understanding adverse effects of chemicals on living organisms and on estimating how exposure to a chemical can cause these adverse effects. Toxicokinetics bridge the gap between external exposure and internal concentrations at target organs. Physiologically-based toxicokinetic (PBPK) models were developed for four species of fish, with a same underlying structure and with the aim of being applicable to a wide range of chemicals. Additional experiments were carried out to adapt the model to the case of polyfluoroalkyl substances (PFAS) chemicals and to better integrate effects of water temperature. The PBPK models were also used to predict and better understand the effect of a binary mixture (melamine and cyanuric acid) in fish, using specific additional toxicodynamic submodels. Références [1] Grech, A., C. Brochot, J. L. Dorne, N. Quignot, F. Y. Bois, and R. Beaudouin. 2017. Toxicokinetic models and related tools in environmental risk assessment of chemicals. Science of the Total Environment 578 :1-15. [2] Grech, A., C. Tebby, C. Brochot, F. Y. Bois, A. Bado-Nilles, J. L. Dorne, N. Quignot, and R. Beaudouin. 2019. Generic physiologically-based toxicokinetic modelling for fish : Integration of environmental factors and species variability. Science of the Total Environment 651 :516-531. [3] Vidal, A., M. Babut, J. Garric, and R. Beaudouin. 2019. Elucidating the fate of perfluorooctanoate sulfonate using a rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) physiologically-based toxicokinetic model. Science of the Total Environment 691:1297-1309. [4] Vidal, A., M. Babut, J. Garric, and R. Beaudouin. 2020. Temperature effect on perfluorooctane sulfonate toxicokinetics in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss): exploration via a physiologically based toxicokinetic model. Aquatic toxicology na:NA [5] Tebby, C., C. Brochot, J.-L. Dorne, and R. Beaudouin. 2019. Investigating the interaction between melamine and cyanuric acid using a Physiologically-Based Toxicokinetic model in rainbow trout. Toxicology and Applied Pharmacology 370:184-195. variable ou de co-exposition. Notre étude a démontré, pour la première fois, comment les modèles PBPK pour les poissons peuvent jouer un rôle clé dans la compréhension et la prédiction des effets de mélanges. Cette étude illustre également com- ment des effets indésirables peuvent potentiellement se produire même lorsque les composés ne sont pas administrés ensemble en mélange. En conclusion, les travaux de modé- lisation de la toxicocinétique chez le poisson ont permis de mettre à dispo- sition des modèles adaptés à un grand nombre de substances. Les modèles PBPK développés permettent l?inté- gration de données disparates en faci- litant l?extrapolation entre espèces et entre des conditions expérimentales. Le couplage avec des modèles de toxicodynamie, tels que les chemins d?effets adverses (AOP), permettra de mieux comprendre les processus impliqués dans la survenue d?effets des substances chimiques seules ou en mélange. Figure 2 Comparaison des concentrations prédites et observées (µg/g) pour le PCB 152 (substance lipophile) chez la truite arc-en-ciel. Les lignes pointillées représentent un écart d?un facteur 3 et 10 par rapport aux observations. Figure issue de Grech et al. (2019). Figure 3 Résultats des simulations du modèle PBPK pour le PFOS à une température de 19 °C (courbes rouges) et 7 °C (courbes bleues) (figure extraite du mémoire de thèse d?A.Vidal). Les points gris représentent les données (n=5 poissons) et les croix rouges ou noires les moyennes géométriques. Les lignes représentent les prédictions, et les zones colorées les intervalles de crédibilité. 56 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Dispositifs de mesure en continu pour la surveillance des eaux de surface?: évaluer les performances métrologiques en conditions maîtrisées et sur le terrain L a directive-cadre sur l?eau (DCE) [1] fixe des objectifs d?at- teinte du bon état des eaux et un processus de mise en oeuvre, rythmé par la production et l?usage de connaissances. À partir de l?état des lieux des bassins, des résultats des programmes de surveillance et des analyses économiques, des pro- grammes de mesures et d?actions nécessaires à l?atteinte des objectifs doivent être définis puis évalués. Le guide européen CIS N°19 [2] men- tionne l?introduction de techniques alternatives à l?analyse d?échantillons ponctuels par des méthodes d?ana- lyses classiques afin d?améliorer la qualité de l?évaluation de l?état éco- logique réalisé. Malgré les nombreux freins iden- tifiés [3], l?utilité potentielle des méthodes alternatives pour les pro- grammes de surveillance de la DCE est reconnue, car combinées aux méthodes traditionnelles ou seules, elles permettent d?obtenir une infor- mation complémentaire sur l?état de l?environnement [4], notamment des données en temps réel. La directive QA/QC [5] spécifie que « les États membres veillent à ce que toutes les méthodes de laboratoire, de terrain et en ligne, utilisées aux fins des programmes de surveillances chimiques soient validées et attestées conformément à la norme EN ISO/ EC-17025? » Le besoin de disposer de méthodes alternatives validées pour la mesure des paramètres physico-chimiques in situ est incontournable. Ainsi, dis- poser de protocoles d?évaluation des performances et de validation de ces méthodes est une étape indispen- sable pour répondre aux exigences d?assurance et contrôle qualité (QA/ QC) et promouvoir l?utilisation de ces méthodes alternatives. OBJECTIFS DES ESSAIS Dans le cadre du Laboratoire national de référence pour la surveillance des milieux aquatiques (Aquaref), l?Ineris et le LNE ont mené une étude entre 2013-2016 pour évaluer les perfor- mances métrologiques de dispositifs de mesure dans les eaux superfi- cielles. Les objectifs ont consisté à : ? concevoir les protocoles d?évaluation des performances en conditions contrôlées (laboratoire) et sur le terrain ; ? sélectionner un cours d?eau présentant des caractéristiques physico-chimiques suffisamment variables pour l?essai sur le terrain ; ? sélectionner des dispositifs commercialement disponibles et (iv) effectuer les tests de performance associés. Auteurs : Bénédicte LEPOT, Céline FERRET, Nathalie MARESCAUX MATÉRIELS ET MÉTHODES Les paramètres visés ont été choisis parmi ceux vitaux pour la vie aqua- tique, pour lesquels un nombre de dis- positifs étaient disponibles et dont les performances n'avaient pas été éva- luées, à savoir : matière organique (MO), nitrate (NO3), azote total (Nt), phosphate (PO4), phosphore total (Pt) et ammonium (NH4). Une vingtaine de fabricants/four- nisseurs ont été sollicités. Neuf ont répondu favorablement et ont mis à disposition 27 dispositifs de mesure. Ces dispositifs, dont les principes de mesure et de fonctionnement diffèrent, ont permis d?avoir une bonne représen- tativité du marché (tableau 1). Les critères de performances métro- logiques retenus (tableau 2) ont été sélectionnés en se basant sur les tra- vaux normatifs [6]. Les essais se sont déroulés en deux temps (figure 1) en appliquant des pro- tocoles basés sur l?exposition succes- sive des dispositifs à un nombre variable de solutions d?étalons (figure 2). Les essais en conditions contrôlées ont été réalisés dans les laboratoires du LNE et de l?Ineris. Pour les essais sur site, réali- sés entre octobre 2015 et février 2016, une station provisoire alimentée en continu en eau de l?Oise a été conçue et aménagée sur le site de l?Ineris. RÉSULTATS Ces essais riches en enseignement, ont permis d?évaluer en situation réelle, l?applicabilité de dispositifs alternatifs pour le suivi des para- mètres supportant la biologie. En conditions contrôlées, les perfor- mances métrologiques évaluées pour les dispositifs (MO, NO3, Nt, PO4 et Pt) sont du même ordre de grandeur que celles de la méthode de référence (laboratoire) : écart type de répéta- bilité < 5 %, biais < 10 %, écart de linéarité < 10 % et incertitude élargie combinée < 15 %. Pour le paramètre NH4, les performances sont moins bonnes mais acceptables au regard des niveaux de concentration visés. En conditions réelles, les performances Figure 1 Déroulement des essais d?évaluation de la performance des dispositifs de mesure. Contributeurs externes : Nathalie Guigues, Sandrine Raveau, Béatrice Lalere, Julie Cabillic (Laboratoire national de métrologie et d?essais - LNE) 57 ABSTRACT The evaluation of the metrological performances of 27 water quality monitoring devices for measuring continuously nutrients and organic matter in river waters was conducted both under controlled conditions in the laboratory and real conditions during a 3 months field trial. It consisted of (i)designing protocols to assess metrological performances under controlled and real conditions of monitoring devices (ii) selecting a site to conduct a field trial (iii) selecting monitoring devices and (iv)conducting the testing. The performances evaluated under controlled conditions are of the same order of magnitude as those of the reference method (laboratory) with the majority of the monitoring devices being characterized by: repeatability <?5%, bias <?10%, linearity deviation <?10% and combined expanded uncertainty <?15%. Moreover, the monitoring devices tested were found to have quantification limits suitable with regards to the concentration levels measured in the Oise River. Finally, from the results obtained as well as the feedback on testing a great variety of monitoring devices, it was possible to draw some recommendations for improving the measurements using the devices tested and to feed the European standardization. Références [1] Directive 2000/60/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 octobre 2000 établissant un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l'eau. [2] Common Implementation Strategy for the Water Framework Directive (2009) Guidance Document No.19: Guidance on surface water chemical monitoring under the Water Framework Directive. [3] E&Y (2013) - Rapport sur les intérêts technico-économiques de l?analyse en continu de la qualité de l?eau et des milieux au regard des pratiques actuelles. [4] Allan I.J., Mills G.A., Vrana B., Knutsson J., Holmber A., Guigues N., Laschi S., Fouillac A-M., Greenwood R. (2006) Strategic monitoring for the European Water Framework directive, TrAC, 25, 704-715. [5] Directive 2009/90/CE de la commission du 31 juillet 2009 établissant, conformément à la directive 2000/60/CE du Parlement européen et du Conseil, des spécifications techniques pour l?analyse chimique et la surveillance de l?état des eaux. [6] PrEN 16479-2 Draft G (2014) Qualité de l?eau ? Exigences générales et modes opératoires d?essai de performances pour les équipements de surveillance de l?eau ? Partie 2 : dispositifs de mesure en continu publié en 2018 sous NF EN 17075. évaluées sont généralement moins bonnes qu?en conditions contrôlées (LQ plus fortes, fluctuation de la sen- sibilité des dispositifs de surveillance en fonction des caractéristiques phy- sico-chimiques de l'Oise). D?un point de vue DCE, les dispositifs de mesure en continu (MO, NO3, Nt, Pt, PO4 et NH4 (gamme basse)) possèdent des limites de quantification compa- tibles avec les niveaux de concentration mesurées dans l?Oise et ont permis de mesurer des concentrations au niveau des seuils de qualité dits « très bon » / « bon ». Ils respectent donc les exi- gences de la directive QA/QC et pour- raient être utilisés dans le cadre de la surveillance. Par ailleurs, cette étude a permis d?ali- menter les travaux normatifs européens [6] et de fournir des premières valeurs chiffrées de performance en conditions contrôlées et réelles. Suite au retour d?expérience de ces essais, l?Ineris tra- vaille à la conception d?une plateforme mobile d?essais multifonctions. Figure 2 Protocoles mis en oeuvre pour évaluer la répétabilité, le biais et la linéarité des dispositifs de mesure en continu à partir de solutions étalons de concentration connue selon le projet de norme PrEN 16479-2 Draft G (2014) [6]. Tableau 1 Nombre de dispositifs testés par rapport au paramètre surveillé et principe de mesure. Tableau 2 Critères de performances retenus en conditions maitrisées (laboratoire) et en conditions réelles (sur site) ? critères retenus en se basant sur le projet EN 16479-2 Draft G (2014) [6]. 58 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Évaluer l'inflammabilité de mélanges liquides par approches prédictives en complément des mesures expérimentales L?inflammabilité des mélanges liquides dépend (parfois for- tement) de la nature et de la concentration de leurs constituants. L'estimation de l'inflammabilité des mélanges représente donc un enjeu important de sécurité industrielle pour lequel les méthodes prédictives peuvent être d?un grand intérêt pour anticiper les risques d?incendie et d?explosion. Dans ce contexte, l?Ineris développe et utilise des méthodes pré- dictives permettant d'estimer le point d'éclair des mélanges liquides en com- plément de l?approche expérimentale. MÉTHODES PRÉDICTIVES Selon le niveau de connaissance du mélange et de ses composants et en fonction du contexte d'utilisation, différentes approches prédictives peuvent être utilisées. Des lois de mélange permettent d?estimer le point d'éclair du mélange à partir de ceux de ses constituants en couplant un modèle d'équilibre vapeur-liquide avec la loi de Le Chatelier, pour tenir compte de l'inflammabilité des mélanges de vapeur, même si elles restent limi- tées dans certains cas, comme pour les mélanges halogénés [1]. Si l'in- flammabilité des différents consti- tuants du mélange est inconnue, une approche combinant loi de mélange et modèles QSPR (pour prédire le point d'éclair des composés purs) a été mise en place pour des mélanges orga- niques [2]. Enfin, des modèles QSPR spécifiques aux mélanges organiques binaires ont été développés à partir de descripteurs de mélange tenant compte des fractions molaires des différents constituants [3]. S?ils offrent des performances moindres que la combinaison modèle QSPR/loi de mélange, cette approche sera utile pour le criblage intensif de mélanges ou pour d'autres propriétés (en l'ab- sence de loi de mélange). CLASSIFICATION DES LIQUIDES INFLAMMABLES ET SÉCURITÉ DES PROCÉDÉS Les modèles prédictifs (en particulier les lois de mélanges) peuvent être uti- lisés à des fins réglementaires, pour peu que certaines précautions soient Auteurs : Guillaume FAYET, Patricia ROTUREAU, Benoit TRIBOUILLOY suivies, comme stipulé par exemple dans le SGH pour la classification des substances. En figure 1, la loi de mélange est ainsi utilisée pour la clas- sification d?alcools de bouche [4], en utilisant le modèle NRTL pour l?équi- libre liquide-vapeur et la valeur expéri- mentale du point d?éclair de l?éthanol (13 °C). Elle permet des classifications claires pour le cognac et le rhum en liquide inflammable (de catégo- rie 3) avec un point d'éclair estimé à 28 °C (solutions aqueuses d?éthanol à 40 %), en accord avec les valeurs expérimentales (27,5 °C et 28 °C). Pour le vin de Porto et la liqueur de coco (entre 19 % et 24 %), les points d'éclair estimés sont proches du seuil réglementaire de 35 °C. Dans ce cas, les deux liquides devraient être consi- dérés comme inflammables (de caté- gorie 3) de manière conservative, dans l?attente d?une caractérisation expé- rimentale du point d?éclair puis de l?épreuve de combustion entretenue ONU L.2 avant d?être, le cas échéant, considérée non classée. Au-delà du contexte réglementaire, le point d'éclair est utilisé pour éva- luer la possibilité d'inflammation de la vapeur au-dessus d'un liquide inflammable par des sources externes (en particulier des flammes). En l'ab- sence de point d'éclair mesuré, celui du constituant le plus inflammable est parfois considéré, à tort, comme une valeur conservative pour le mélange. Figure 1 Points d'éclair d?alcools de bouche mesurés et comparés aux prédictions obtenues pour les solutions eau-éthanol équivalentes (en utilisant le modèle NRTL et un point d?éclair de 13 °C pour l?éthanol pur) [4]. Figure 2 Points d'éclair de mélanges octane/éthanol mesurés et prédits (en utilisant le modèle UNIFAC et des points d?éclair de 13°C et 14,5°C pour l?éthanol et l?octane purs) 59 ABSTRACT The flammability of liquid mixtures can dramatically depend on the concentrations of its components. It can even reveal, in some cases, more flammable than its pure components. For this reason, estimating the flammability of mixtures represents a great challenge for industrial safety. In that context, Ineris engaged efforts for the development and use of predictive methods to estimate the flash point of liquid mixtures as a complement to the classical experimental approach. Different predictive approaches were proposed according to the level of information available on the investigated mixture (in terms of properties of pure compounds) based on mixing rules and/or Quantitative Structure-Property Relationships (QSPR). These approaches have been successfully used as a complement to experimental tests for different practical industrial applications: classification of flammable liquids in a regulatory context, process safety studies and definition of safer-by-design formulations. Références [1] Fayet G., Tribouilloy B., Rotureau P., 2019, Flash point of binary mixtures of chlorinated hydrocarbons with toluene and their predictability with existing mixing rule, Process Safety Progress, in press, e12127. https://doi.org/10.1002/prs.12127. [2] Gaudin T., Rotureau P., Fayet G., 2014, Combining mixing rules with QSPR models for pure chemicals to predict the flash points of binary organic liquid mixtures, Fire Safety Journal, 74, 61-70. https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2015.04.006. [3] Fayet G., Rotureau P., 2019, New QSPR Models to Predict the Flammability of Binary Liquid Mixtures, Molecular Informatics, 38, 1800122. https://doi.org/10.1002/minf.201800122. [4] Fayet G., Rotureau P., Tribouilloy B., 2019, Assessing the flammability of liquid mixtures by predictive approach as a complement to experimental measurements, Chemical Engineering Transactions, 77, 781-786. https://doi.org/10.3303/CET1977131. En effet, certains mélanges s?avèrent plus inflammables que leurs consti- tuants pris à l'état pur, comme pour le mélange octane/i-propanol (en figure 2). L?approche prédictive per- met parfaitement de prendre en compte ces comportements [2] et représente donc un outil puissant pour déterminer si le mélange de deux composés pourrait s'avérer plus inflammable que ces derniers. Elle est également utile pour vérifier si une modification de composition peut augmenter l'inflammabilité du mélange, par exemple par l'évapo- ration d'un constituant au cours du procédé ou dans des stockages de lon- gues durées. AIDE À LA FORMULATION INTRINSÈQUEMENT PLUS SÛRE Ces méthodes prédictives présentent un intérêt tout particulier dans l?opti- misation de campagnes expérimen- tales pour la définition de formulations dans une approche de type safer- by-design. Une telle démarche a été employée pour la recherche du niveau de dilution à appliquer à une solution aqueuse à 40 % de diméthy- lamine (DMA) (au point d?éclair par- ticulièrement bas de - 18,5 °C) pour la rendre moins inflammable [4]. Comme montré en figure 3, la mise en place d?une loi de mélange ajustée sur des points expérimentaux fiables a permis de clarifier le profil d?évolu- tion du point d?éclair en fonction de la concentration en DMA. L?industriel à l?origine de cette étude a alors pu sélectionner un niveau de dilution réduisant les risques associés à ces stockages de DMA. Cette étude de cas démontre non seulement la possibi- lité d'aider à la sélection de formula- tions plus sûres pour des applications industrielles, mais a illustré le poten- tiel de ces outils lorsque les mesures sont difficiles, comme pour la solution à 40 % en DMA pour laquelle la maî- trise de l?évaporation du DMA est dif- ficile lors de la préparation de l?essai. Figure 3 Points d'éclair de solutions aqueuses de diméthylamine mesurés et prédits (selon une loi de méthode ajustée) [4]. 60 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Test d'éclatement d'un microréacteur en carbure de silicium L?utilisation des microréac- teurs, dispositifs de dia- mètre inférieur au millimètre dans lesquels se déroule une réac- tion chimique, s?est beaucoup déve- loppée ces dernières années dans les usines de production [1]. Ces réac- teurs offrent en effet de meilleurs transferts massiques et thermiques que les réacteurs conventionnels dis- continus permettant d?opérer à plus haute température et selon une ciné- tique chimique plus rapide. Le débit de production est ainsi similaire à celui des réacteurs classiques mais en trai- tant une quantité de matière à l?ins- tant « t » plus faible, ce qui conduit à une réduction des dommages résul- tant d?une dérive. Il s?agit d?une tech- nologie intrinsèquement plus sûre. Cependant, un dysfonctionnement tel qu?un arrêt du refroidissement peut provoquer la formation de points chauds conduisant à un emballement de réaction accompagné d'une produc- tion de gaz et vapeur. Contrairement à un réacteur discontinu, un micro- réacteur, généralement rempli de liquide, ne dispose pas de volume libre capable d?amortir la surpression. Cette dernière peut alors augmenter très rapidement localement, rendant inefficace une soupape ou un disque de rupture et pouvant conduire à la rupture du microréacteur. L?augmentation de pression liée à un emballement dans un microréacteur a encore été peu étudiée et les utili- sateurs s'interrogent sur ses effets et ses conséquences possibles sur l'en- vironnement direct, en particulier sur les travailleurs. La société Corning, qui produit des microréacteurs, a ainsi sollicité l?Ineris afin de déterminer les conséquences d'une montée en pression rapide dans un microréacteur. Pour ce faire, l?Ineris a réalisé un test d'éclatement pneu- matique sur un réacteur industriel de type Corning® Advanced-Flow? Reactors (AFR) et évalué les effets de pression et de projection liés à l?ex- plosion. Ce microréacteur, qui peut contenir jusqu?à 5 L de mélange réac- tionnel, ressemble à un échangeur de chaleur à plaques avec un empilement Auteurs : Claire VILLEMUR, Roland GUIDAT, Olivier LOBET, Jérôme DAUBECH, Patricia VICOT de plaques de SiC (carbure de silicium) interposées entre des plaques métal- liques pour le fluide caloporteur. Ce dernier est disposé sur un châssis et entouré d?une enveloppe en inox desti- née à protéger les personnes contre la projection de liquide (figures 1 et 2). TEST D'ÉCLATEMENT Le test a été réalisé dans la zone pyro- technique de l?Ineris sur un réacteur comprenant deux plaques de SiC et trois plaques métalliques entourées de l?enveloppe protectrice. La rupture d'une des plaques de SiC a été provo- quée en introduisant rapidement de l'air comprimé provenant d'un réser- voir pressurisé pour simuler une aug- mentation rapide de pression dans le réacteur. L'essai a été réalisé en effec- tuant plusieurs charges soudaines successives de la plaque jusqu'à son éclatement, à l'aide de vannes automa- tiques. Afin d'enregistrer des informa- tions sur la surpression et la projection de fragments lors de l'éclatement, des capteurs de pression et une caméra rapide ont été installés sur le réacteur et à proximité (figure 3). OBSERVATIONS DES EFFETS ET ESTIMATION DES IMPACTS SUR LES PERSONNES ET L'ENVIRONNEMENT La rupture pneumatique de la plaque s'est produite à 168 bars, au-dessus de la pression de conception du réacteur Figure 1 Microréacteur Corning® Advanced-Flow? Reactors (AFR). Figure 2 Vue d?une plaque en carbure de silicium avec son canal réactionnel. 61 ABSTRACT Inherently Safer Technology is a growing interest concept in designing safer plant. The micro reactor technology has notably gained more and more interest, and its penetration in production plants is expected to increase rapidly. This kind of equipment offers a much better heat transfer than conventional equipment; the higher heat release management allowing to operate at a higher temperature leading to faster kinetics. They also provide a better mass transfer that can increase the reaction rate. Therefore, they allow producing much in smaller volumes, reducing the consequences of an accident. However, operating at higher temperatures leads to operate at more severe condition. A sudden shut down of the feeding pump or cooling circulation may lead to a temperature increase and a runaway. Equally, a sudden gas release due to a hot spot may lead to a local pressure increase, creating a pressure wave in a tube fill of liquid which kinetic and intensity is not easy to determine and may lead locally to a mechanical failure. Although the volume affected by an explosion is much smaller than in a conventional reactor, the consequences may be decisive, mainly if an operator stays close to the reactor. So far, no study of the pressure increase in a flow of liquid has been published. This document describes and presents the results of a real bursting test of a CORNINGAFR® G4 industrial silicon carbon reactor performed at the site of Ineris in France. Even though the design pressure of the reactor is 18 bar, it busted over 150 bar. The kinetic energy of particles ejected after the bursting and the pressure level a 1 meter were measured. All are below the minimum level of significant injury for human body and the maximum level that could be achieved for similar equipment in metal. Références [1] Jensen K.F., 2017, Flow Chemistry-Microreaction Technology comes of Age, AIChE Journal, mars 2017, Vol 63, N°3, Cambridge, USA. [2] Heudier L., 2015, Les éclatements de capacité, phénoménologie et modélisation des effets, Oméga 15, INERIS, Verneuil-en-Halatte, France. [3] FR, 2005, arrêté du 29 septembre 2005 relatif à l'évaluation et à la prise en compte de la probabilité d'occurrence, de la cinétique, de l'intensité des effets et de la gravité des conséquences des accidents potentiels dans les études de dangers des installations classées soumises à autorisation. [4] FR, 2007, Circulaire DPPR/SEI2/IH-07-0111 du 20 avril 2007 relative à l'application du décret fixant les règles d'évaluation des risques et de prévention des accidents dans les établissements pyrotechniques. (18 bars). Après l'éclatement, la struc- ture globale du réacteur n'a pas montré de dommages significatifs (figure 4). Les deux plaques SiC ont été brisées et les deux plaques métalliques entourant la plaque pressurisée désengagées. Seule la partie inférieure de l?enveloppe de protection a été arrachée. La pression enregistrée à proximité du réacteur lors de l'éclatement n'a pas montré d'augmentation signifi- cative. L'intensité de l'onde de pres- sion observée à 1 m (6 mbar) est bien inférieure au seuil d'apparition des effets sur les individus et les struc- tures (20 mbar) [3]. Vingt-quatre débris de SiC de poids inférieur à 25 g ont été projetés par l'éclatement à travers de petites ouvertures de l?enveloppe à une dis- tance maximale de 6 m. L'énergie cinétique des projectiles a été cal- culée à partir de l'enregistrement de la caméra rapide. La valeur maxi- male était inférieure à 1 J, ce qui est en dessous du seuil d'occurrence des blessures importantes (8 J) et des dommages sur les structures (3,7.105 J) définis dans la réglemen- tation pyrotechnique française [4]. CONCLUSION Le test d'éclatement sur le micro- réacteur a montré que dans les condi- tions de test, les effets de projection et de pression observés sont limités, rendant faible le risque de blessure ou d?impact sur l?environnement proche. Le mécanisme de rupture du SiC conduit à une ouverture multiple de la plaque de SiC, ce qui semble limi- ter l'effet de la pression et de l'énergie cinétique des fragments. Les effets de projection ont également été limi- tés par l'enveloppe de protection qui a empêché l'éjection d'un certain nombre de fragments de plaques à l'extérieur de la structure du réacteur et par la fixation des plaques au châssis. Bien que le test ait été réalisé avec de l'air comprimé, il donne une ten- dance de ce qui pourrait se passer lors d?un emballement de réaction entraî- nant une augmentation rapide de la pression. Cet exemple d?expertise à l?entreprise illustre les capacités expérimentales de l?Ineris pour accompagner le déve- loppement de systèmes industriels innovants et plus sûrs d?un point de vue de la sécurité. Figure 3 Installation expérimentale (capteurs de pression atmosphériques et capteur de pression sur plaque SiC, caméras non visibles sur l?image). Figure 4 État du microréacteur après essai. 62 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES PROGRAMMES DE RECHERCHE MENÉS EN 2019 PROGRAMMES EUROPÉENS / Horizon H2020 ACTRIS-PPP Aerosols, clouds and trace gases research infrastructure-preparatory phase project ACTRIS IMP ACTRIS Implementation Project AQUALITY Multi-sensor automated water quality monitoring and control system for continuous use in recirculation aquaculture systems BIORIMA Risk management of nano-material CALIBRATE Nano risk governance CHEOPS Achieving low-cost highly efficient perovskite solar cells Circular Flooring New Products from Waste PVC Flooring and Safe End-of-Life Treatment of Plasticisers DEMOBASE Design and modelling for improved battery safety and efficiency EC4SAFENANO European centre for risk management and safe innovation in nanomaterials & nanotechnologies EDEN End-user driven demo for cbrNe EUROMIX A tiered strategy for risk assessment of mixtures of mutliple chemicals EuToxRisk21 An integrated european ?Flagship? programme driving mechanism-based toxicity testing and risk assessment for the 21st century FLEDGED Flexible dimethyl ether (DME) production from biomass gasification with sorption-enhanced processes FORCES Constrained aerosol forcing for improved climate projections Gov4Nano Implementation of risk governance: meeting the needs of nanotechnology HBM4EU Coordinating and advancing human biomonitoring in Europe to provide evidence for chemical policy making HELIS II Advanced european lithium sulphur cells for automotive applicationsNanoFase HUGS Humins as green and sustainable precursors of eco-friendly building blocks and materials InnovEOX Training a new generation of researchers in Innovative Electrochemical Oxidation processes NanoReg 2 Support for regulation needs in nanotechnologies OpenRiskNet Open e-infrastructure to support data sharing, knowledge integration and in silico analysis and modelling in risk assessment PAPILA Prediction of air pollution in Latin America PRESLHY Pre-normative research for the safe use of cryogenic liquid hydrogen SECREEETS Secure european critical rare hearth elements ZELCOR Zero waste ligno-cellulosic biorefineries by integrated lignin valorisation 63 LIFE ? Programme for the environment and climate action LIFE Ask REACH Enabling REACH consumer information rights on chemicals in articles by IT-tools VERMEER Integrating VEGA, toxRead, MERLIN-Expo, and ERICA in a platform for risk assessment and substitution of risky substance Interreg ? programme de coopération territoriale européenne Interreg France-Wallonie-Vlaanderen DIADEM Development of an integrated approach for the diagnosis of water quality in the Meuse NewCLand Plus-value d?une valorisation transfrontalière des terres marginales en support à une économie biobasée Progres Project Accelerating Growth, Resources and Enterprise Support RISSC Amélioration transfrontalière de la prévention et de la gestion des risques du sous-sol engendrés par les terrains sous-cavés VALSE Nouvelles ressources transfrontalières : vers une validation de scénarii de valorisation de sédiments et autres matériaux EMPIR - European Metrology Programme for Innovation and Research BIOMETHANE Metrology for biomethane Heroes Recommending uncertainty requirements for extending the application of the SRM IMPRESS 2 Innovative Metrology for Pollution Regulation of Emissions from Stacks and Area Sources ERIC - European Research Infrastructure Consortium EPOS European Plate Observing System RFCS - Research fund for coal and steel MEGA Methane production through underground coal gasification form deep European coal seams MERIDA Management of environmental risks during and after mine closure RAFF Risk assessment of final pits during flooding SUMAD Sustainable use of mining waste dumps EuroNanoMed NanoGrowSkin A transversal research project that combines regenerative medicine technologies COST - European Cooperation in Science and Technology BioDiv-Support Scenario-based decision support for policy planning and adaptation to future changes in biodiversity and ecosystem services 64 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES PROGRAMMES NATIONAUX / Agence nationale de la recherche (ANR) Argonaut Suivi des émissions de polluants et de gaz à effet de serre à haute résolution depuis l'espace FEATS Utilisation des embryons de poisson zèbre pour l'évaluation du risque toxicologique : cas des perturbateurs endocriniens agissant sur l'aromatase cérébrale PREVIPOL Allergie au pollen : vers un système de prévision du risque ROSTOCK?H Risques et opportunités du stockage géologique d?hydrogène en cavités salines en France et en Europe SERENADE Vers une conception de nanomatériaux innovants, durables et sûrs Agence de l?environnement et de la maîtrise de l?énergie (Ademe) ACIBIOQA Amélioration des connaissances des installations biomasse sur la qualité de l'air AMI HYDROGENE GRHYD Gestion des réseaux par l?injection d?hydrogène pour décarboner les énergies AMP?AIR Amélioration de la représentation des émissions agricoles d'ammoniac pour une meilleure prévision de la qualité de l'air en France APOLLO Analyse économique des impacts de la pollution atmosphérique de l?ozone sur la productivité agricole et syvicole BRAINSOL Évaluation de la toxicité pour le cerveau des mélanges de polluants retrouvés au niveau de sites et sols pollués CARPE Caractérisation et réduction des émissions des procdés poudres métalliques ? Hautes énergies CARTHAGE Contribution de l'air dans les risques et transferts associés aux HAP en agricultures urbaines : gestion et évaluation CARVE 2 Seconde campagne de mesure de particules à l'émission des foyers domestiques alimentés au bois dans la vallée de l'Arve CONCEPTECH Conception d?appareils domestiques de chauffage au bois performants EVALPHYTO Suite du projet Phytosed EVORA Détermination des émissions d?espèces semi-volatiles organiques par classes de volatilité ? impact sur la modélisation de la qualité de l?air EXTRA-ZN Production de biomasses enrichies en Zn par phytoextraction pour l'écocatalyse IDOLES Innovation et pré-développement d'éléments lithium-ion optimisés à électrolytes liquides METERDIOX-TER Vers un dispositif de détection de dioxines à l?émission de sources fixes MethanEmis Recommandations et travaux en cours en vue de limiter les émissions de méthane dans les installations de méthanisation agricole NANOWET Incinération haute température de déchets halogénés/soufrés et nanodéchets ? Caractérisation des émissions et évaluation du procédé de lavage des fumées PhytEO Phytostabilization and Essential. La production d?huiles essentielles : une filière éco-innovante de reconversion des sites historiquement pollués POLQA Politiques d?amélioration de la qualité de l?air grâce aux pratiques agricoles PRESSENS Émissions de composés volatiles et particulaires par les désodorisants non combustibles utilisés dans les environnements intérieurs : définition d?un protocole d?essai, évaluation des émissions et analyses 65 QABINE 2 Qualité de l?air dans les habitacles en déplacement 2 QAI ARVE Impact du chauffage au bois sur la qualité de l?air intérieur RHAPSODIE Répartition gazeuse et particulaire des HAPs, nitro-HAP et oxy-HAP émis par des véhicules Euro 6 diesel et essence RHAPSODIE 2 Émission de polluants non réglementés des véhicules légers et impact des carburants REGIC Renforcement par géosynthétique intelligent pour risque cavités RIVAGE Réduction des transferts dans les végétaux potagers par amendement : gestion et évaluation SODEMASS Déconvolution des sources de combustion de biomasse TIPOMO Etude du transfert, indice de préoccupation : outil pour valorisation des friches moyennement contaminées TOXINTRANSPORT Caractérisation des particules inhalées : s?approcher de l?impact sur le vivant Agence nationale de sécurité sanitaire de l?alimentation, de l?environnement et du travail (Anses) ACCEDERA Amélioration de la précision des mesures personnelles aux fréquences radio et caractérisation des niveaux d'exposition AIDEZ Amélioration des essais in vivo pour l?identification des perturbateurs endocriniens à l?aide de poissons zèbres génétiquement modifiés AMPERE Caractérisation de l'exposition résidentielle aux ondes radiofréquences ECLAIR Sources pré-déformées pour des analyses haute résolution de l?impact du rayonnement radiofréquence sur l?activité cérébrale Indee Caractérisation et identification de perturbateurs endocriniens environnementaux dans les milieux aquatiques : une approche inter-espèces LULI Développement d'un dispositif innovant in vitro pour l'évaluation toxicologique de xénobiotiques inhalés : poumon/foie NANOTOXY Capteur innovant photonique pour mesure du potentiel REDOX des aérosols nano structurés NeuroPrem-RF Impact de l?exposition chronique aux champs électromagnétiques de types radiofréquences sur le développement physiologique du nouveau-né prématuré PPV DITHIO Fiche de pharmacovigilance Dithiocarbamates PPV CAMP EXPL Campagne exploratoire Anses/Atmo/Ineris RFEXPO-ELFE Exposition aux radiofréquences des enfants de la cohorte ELFE SKIN-RF Réponse adaptative par exposition aux RF sur les dommages de la peau humaine induite par rayonnement UV solaire Ministère de la Transition écologique PEPPER Plateforme public-privé pour la pré-validation de méthodes de caractérisation des perturbateurs endocriniens Empreintes environnementales Identification des sources de contamination et intelligence artificielle Conseil régional des Hauts-de-France PHYTOEXCO Étude des performances de phytoextraction du Zn et du Cd de l?hyperaccumulateur Arabidopsis halleri en co-culture avec le saule 66 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES L?orientation et l?évaluation scientifique sont assurées par un conseil scientifique, trois commissions scientifiques spécialisées et une commission d?orientation de la recherche et de l?expertise. CONSEIL SCIENTIFIQUE Présidente Corinne GENDRON ? Avocate, MBA, Ph.D. ? Professeure titulaire Département de stratégie, responsabilité sociale et environnementale École des sciences de la gestion, Université du Québec à Montréal (UQAM) Québec, Canada Vice-président Philippe FREYSSINET ? Directeur de la stratégie, de la recherche et de la communication BRGM Membres Michel De LARA ? CERMICS, université Paris Est, ? École des Ponts Paris-Tech Isabelle MOMAS ? Université Paris Descartes, Faculté de pharmacie Michel SARDIN ? Professeur ENSIC, université de Lorraine Valérie CABUIL ? Rectrice de la région académique Hauts-de-France, rectrice de l?académie de Lille Mme Nadine GABAS ? Qualité Sécurité-Environnement ENSIACET COMMISSIONS SCIENTIFIQUES SPÉCIALISÉES Commission scientifique « Risques accidentels » Président Éric CLIMENT ? Directeur adjoint Institut de mécaniques des fluides de Toulouse Vice-président Murès ZAREA ? Directeur de programmes R&D Engie Hervé BREULET ? Directeur des risques accidentels Institut scientifique de service public (Belgique) André CARRAU ? Ingénieur senior EDF Nabiha CHAUMEIX ? Institut des sciences de l?ingénierie et des systèmes (INSIS) CNRS Éric CHOJNACKI ? Expert IRSN Lionel ESTEL ? Professeur Laboratoire de sécurité des procédés chimiques INSA Rouen Olivier GUILLAUME ? Chercheur-expert EDF R&D Laurent JOUBERT ? Professeur Département Chimie, université de Rouen Marc-Xavier JOUBERT ? Directeur environnement risques industriels Suez Thierry MEYER ? Maître d?enseignement et de recherche, Groupe sécurité chimique et physique École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Guy MIGAULT ? Corporate process manager Solvay Isabelle PEZRON ? Professeur Département Génie des procédés Université technologique de Compiègne Valérie SAUVANT-MOYNOT ? IFP Énergies nouvelles Laure SAUVAGE ? Directrice de projets Adage Environnement Claude VALOT ? Consultant senior Dedale Commission scientifique « Risques chroniques » Présidente Jeanne GARRIC ? Directrice adjointe scientifique du département Eaux, directrice de recherche Irstea GOUVERNANCE SCIENTIFIQUE 67 Vice-président Jean-François DOUSSIN ? Professeur de chimie atmosphérique Université de Créteil Armelle BAEZA ? Professeur en toxicologie environnementale Université Paris VII - Diderot Nils Axel BRAATHEN ? Administrateur principal, division des Performances et de l?Information environnementales de la direction de l?Environnement OCDE Séverine DEGUEN ? Enseignant-chercheur de biostatistique et d?épidémiologie environnementale Ecole de hautes études en santé publique (EHESP) Cécile DELATTRE ? Pilote d?affaire environnement RTE George FAVRE ? Responsable de programme R&D LNE Sophie GODIN-BEEKMANN ? Directrice de recherche, laboratoire Atmosphère, Milieux, Observations spatiales IPSL Isabelle LAMY ? Directeur de recherche Inra Agnès LEFRANC ? Chef du service de Santé environnementale Mairie de Paris Laurent MENUT ? Directeur de recherche Laboratoire de métrologie dynamique École polytechnique Patricia MERDY ? Maître de conférences Département de chimie, laboratoire Processus de transferts et d?échanges dans l?environnement Université de Toulon Luc MOSQUERON ? Expert R&D Veolia Environnement Alexandre PERY ? Directeur du centre Maine ABIES, Agroparis tech Jean PRYGIEL ? Expert en études et innovation Agence Eau Artois Picardie Emmanuelle VULLIET ? Group leader Technology ans Research in Analytical Chemistry for Environment, health and their interactions ISA Lyon Commission scientifique « Risques sol et sous-sol » Président Patrick DE BUHAN ? Professeur de mécanique ENPC, CGEDD Vice-présidente Véronique MERRIEN-SOUKATCHOFF ? Professeur de géologie de l?ingénieur CNAM Serge BROUYERE ? Chef de travaux Urban environnement engineering Université de Liège Christophe CHEVALIER ? Directeur service sols, roches et ouvrages géotechniques Ifsttar Hervé CUCHE ? Retraité Solvay, ingénieur génie minier Philippe DE DONATO ? Directeur adjoint UMR Géoressources Université de Lorraine Guilhem DEVEZ ? Chef de la division géologie-géotechnique EDF Anne-Marie DUVAL ? Directrice déléguée de recherche Cerema Evelyne FOERSTER ? Chef du laboratoire d?études de mécanique sismique CEA Albert GENTER ? Directeur général adjoint Es Géothermie Catherine JACQUARD ? Directrice technique, ingénieur géologue Fondasol Vincent LAGNEAU ? Directeur adjoint du centre de géosciences École des Mines ParisTech Frédéric PLAS ? Directeur de recherche et développement Géosciences Andra Amel REJEB ? Vice-présidente R&D OCP international Jean SCHMITTBUHL ? Directeur de recherche École et observatoire des sciences de la terre 68 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES COMMISSION D'ORIENTATION DE LA RECHERCHE ET DE L?EXPERTISE (CORE) Mandat 2018-2020 La Core représente la concrétisation de la démarche d?ouverture de l?Institut à l?échelle de sa gouvernance. Aux côtés du conseil scientifique et des commissions scientifiques spécialisées, elle a pour mission de rendre des avis et émettre des recommandations sur les thématiques de travail, les programmes et les études de l?Ineris. La Core est composée de plusieurs collèges représentatifs de l?ensemble des parties prenantes de la société civile impliquées sur les questions de risque industriel et environnemental?: monde académique, ONG et associations représentant les citoyens, élus du territoire, organisations syndicales, industriels, services de l?État. L?Ineris rend hommage à la mémoire de Vincent Perrot, animateur du secteur santé de la CLCV et ancien président de la CLCV Paris, qui a apporté une contribution précieuse à la Core ces six dernières années. Personnalités qualifiées de l?enseignement supérieur ou de la recherche Brice LAURENT ? Chargé de recherche Centre de sociologie de l?innovation, Mines ParisTech Clément MABI ? Maître de conférences en science de l?information et de la participation UTC Compiègne Collège Industriels Frédéric LECHAUDEL ? chef du département réglementation, advocay & représentations externes Total SA Henri MOLLERON (vice-président) ? Directeur Environnement COLAS Sylvaine RONGA-PEZERET ? Médecin toxicologue Service des études médicales EDF Mme Marie ZIMMER ? Expert technique réglementations produits France Chimie Collège Associations Maxime COLIN ? Chargé de mission juridique France nature environnement (FNE) Francis GLEMET ? Porte-parole Coordination nationale médicale santé environnement (CNMSE) Jean-Yves LEBER ? Porte-parole ? Écologie sans frontière (ESF) Vincent PERROT ? Animateur du secteur santé Consommation, logement, cadre de vie (CLCV) Collège Syndicats Gérald HAYOTTE (président) ? Confédération française démocratique du travail (CFDT) Collège Élus René DROUIN ? Maire de Moyeuvre-Grande Irène FELIX ? Conseillère départementale du Cher ? Conseillère municipale de Bourges ? Secrétaire générale FNESR Michel GUILLOUX ? Adjoint au maire de Feyzin Marine TONDELIER ? Conseillère communautaire d?Hénin-Carvin ? Conseillère municipale d?Hénin-Beaumont Collège État Patrick BERGEOT ? Chef du service de la recherche (représenté par Sylvain ROTILLON, chef de la mission Gouvernance de l?environnement, science et société) Ministère en charge de l?environnement Cédric BOURILLET ? Directeur général de la prévention des risques (représenté par Delphine RUEL, sous-directrice des risques accidentels) Ministère en charge de l?environnement 69 RISQUES CHRONIQUES Alexandre PERLEIN Évaluation des performances techniques et environnementales d?un projet biobasé à potentiel maximal : de l?outil d?aide à la décision au terrain, et inversement 2019/2022 Amélie CANT Approche multimarqueur de la génotoxicité chez l?épinoche à trois épines pour une application en biosurveillance de la qualité des milieux aquatiques 2019/2022 Andrea RIVERO ARZE Interaction et accumulation des nanoparticules chez les organismes aquatiques 2018/2021 Armelle CHRISTOPHE Étude des polluants PE chez les embryons de poisson zèbre : apport des modèles génétiquement modifiés (transgéniques, Knock out) pour prédire les impacts toxicologiques sur la santé humaine et environnementale 2019/2022 Arnaud GRIGNET Étude des performances de phytoextraction du Zn et du Cd de l?hyperaccumulateur Arabidopsis halleri en co-culture avec le saule (PHYTOEXCO) 2017/2020 Camille MOUGIN Impact d?expositions aux champs électromagnétiques du téléphone portable sur les processus cellulaires de maturation et de plasticité cérébrales et identification de biomarqueurs d?effets cérébraux 2018/2021 Camille NOBLET Caractérisation chimique de l?aérosol organique atmosphérique en utilisant des approches d?analyses non ciblées 2018/2021 Clémence CHARDON Développement de l?approche EDA : optimisation de la méthodologie et application à la caractérisation de perturbateurs endocriniens (PE) spécifiques du zebrafish dans les eaux de surface 2018/2021 Corentin MIT Modélisation mécanistique du lien entre les biomarqueurs d?effets précoces et les impacts sur les populations chez l?épinoche à trois épines 2019/2022 Corentin REGRAIN Optimisation des outils d?évaluation de l?exposition spatialisée et intégrée 2017/2020 Florian PHILIPPE Analyse physico-chimique et compréhension des mécanismes de génération des particules aérosols issues du freinage d?un véhicule automobile 2017/2020 Hugo ROLLIN Utilisation des données de micro-capteurs pour la modélisation et la cartographie de la qualité de l?air à l?échelle urbaine 2019/2022 Ibtihel BEN DHIAB Etude de la biodistribution quantitative et qualitative de nanoparticules d?oxyde de titane (TiO2) après inhalation chez le rat 2017/2020 Jasmina WALLACE Brain activity and alpha band analysis after exposure to radiofrequency signal (900 MHz) on healthy volunteers: EEG/MEG study combined with an anatomical MRI 2016/2019 Julie DE OLIVEIRA Utilisation de poissons zèbres génétiquement modifiés pour l?étude des mécanismes et des effets des perturbateurs endocriniens 2017/2020 Lei JIANG Improvement of high resolution air quality simulation and forecast - Focus on urban and peri urban areas on pollution episodes in France 2017/2020 Leïla SIMON Détermination des sources de polluants atmosphériques carbonés (gazeux et particulaires) en Ile-de-France 2019/2022 Maiqi XIANG Technique de prélèvement d?aérosol sur grille met poreuse 2017/2020 Marc CODACCIONI Development of a pregnancy-Physiologically Based Toxicokinetic (p-PBTK) model for high-throughput screening of chemicals 2016/2019 Marie DELLISE Évaluation multicritère et multi-objectif à l?échelle locale des performances des entreprises en regard des Meilleures Technique Disponibles 2017/2020 38 THESES DE DOCTORAT EN COURS AU 31 DECEMBRE 2019 70 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Sabrina MADIEDO-PODVRSAN Barrières pulmonaires in vitro cultivées en condition dynamique et couplées à une biopuce hépatique : application en toxicologie prédictive 2019/2022 Ségolène SIMEON Modélisation mathématique systémique de la toxicité envers la reproduction et le développement du poisson zèbre 2017/2020 Thi Cuc MAI Dysfonctionnement de la régulation thermique après exposition chronique chez les rongeurs 2017/2020 Wang GAO Réseaux bayésiens : méthodologie et application à l?inférence sur la structure des schémas de mode d?action en toxicologie prédictive 2017/2020 Wassim ALMOUALLEM Étude du transfert et de la persistance des Composés Aromatiques Polycycliques Oxygénés (CAP-O) dans les sols et les eaux souterraines issus de sites et sols pollués 2018/2021 Zhizhao WANG Influence des émissions anthropiques sur la formation d?aérosol organique en fonction des caractéristiques physico-chimiques de l?environnement 2019/2022 RISQUES DU SOL ET DU SOUS-SOL Ever Dennys COARITA TINTAYA Modélisation du comportement hydromécanique des argilites : anisotropies structurale et induite, relation endommagement/perméabilité 2017/2020 Dalija NAMJESNIK Seismicity in a flooded abandoned coal mine at Gardanne, Provence, France 2017/2020 Élodie LACROIX Développement d?outils de monitoring pour la détection des fuites d?hydrogène (H2) à l?aplomb des sites de stockage géologique 2018/2021 Imen ZAIER Rôle du transport particulaire lié à la déstructuration de gypses poreux dans le développement de cavités de dissolution 2017/2020 Kamel DRIF Développement d?outils de monitoring des réservoirs géothermiques profonds à partir du suivi haute résolution de la micro-sismicité induite et d?approches d?intelligence artificielle Development of advanced microseismic monitoring and machine learning tools for enhanced geothermal systems (EGS) 2019/2022 RISQUES ACCIDENTELS Audrey SANTANDREA Compréhension des spécificités des particules nanométriques pour une meilleure prédiction des conséquences des explosions de poussières 2017/2020 Cléante LANGREE Vers la modélisation de la propagation de vitesse de flamme pour des déflagrations consécutives à des rejets industriels accidentels 2018/2021 Hamza EL YAMANI Caractérisation du comportement de matériaux dissipatifs isolants sous chocs 2018/2021 Stéphanie EL-ZAHLANIEH Étude expérimentale des inflammations d?aérosols liquides : application aux brouillards d?hydrocarbures 2019/2022 Tamara OUEIDAT Maîtrise des risques cyber-physiques dans les installations classées 2018/2021 Thi Thu Dieu NGUYEN Understanding and modeling the Thermal Runaway of Li-ion batteries 2017/2020 OUVERTURE A LA SOCIÉTE Lucile OTTOLINI Institutionnalisation de l?ouverture à la société civile au sein des organismes de recherche : vers de nouvelles interactions sciences/sociétés ? 2017/2020 71 Type de risque Auteurs Titre Source Risques accidentels LIU, Qi ; PROUST, Christophe ; GOMEZ, François ; LUART, Denis ; LEN, Christophe Improving the Predictability of Chemical Equilibrium Software Industrial & Engineering Chemistry Research, 2019, 58 (1) : p. 411-419 PETIT, Martin ; MARLAIR, Guy ; ABADA, Sara ; WANG, Cao-Yang Safety tests for Li-secondary batteries: Modeling Safety Tests/ Events GARCHE, Jurgen ; BRANDT, Klaus - Electrochemical Power Sources: Fundamentals, Systems, and Applications. Li-Battery Safety. Amsterdam : Elsevier, 2019, p. 428-453 LE COZE, Jean-Christophe Safety as strategy: Mistakes, failures and fiascos in high-risk systems Safety Science, 2019, 116: p. 259-274 JANES, Agnès ; VIGNES, Alexis ; DUFAUD, Olivier Ignition temperatures of dust layers and bulk storages in hot environments Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2019, 59 : p. 106-177 LE COZE, Jean-Christophe How safety culture can make us think Safety Science, 2019, 118: p. 221-229 GAUDIN, Théophile ; LU, Huiling ; FAYET, Guilaume ; BERTHAULD-DRELICH, Audrey ; ROTUREAU, Patricia ; POURCEAU, Gwladys ; WADOUACHI, Anne ; VAN HECKE, Elizabeth ; NESTERENKO, Alla ; PEZRON, Isabelle Impact of the chemical structure on amphiphilic properties of sugar-based surfactants: A literature overview Advances in Colloid and Interface Science, 2019, 270 : p. 87-100 VYAZMINA, Elena ; LECOCQ, Guillaume ; COMMANAY, J. ; GREGOIRE, Yann ; JALLAIS, Simon ; KRUMENACKER, L. ; MAHON, A. ; TRELAT, S. ; TRIPATHI, A. Overpressure Effects from Propane Detonation: Comparison of Simulation Results with Experimental Data SNEGIREV, A. ; TAMANINI, F. ; BRADLEY, D. ; LIU, N. ; MOLKOV, V. ; CHAUMEIX, N. - Proceedings of the ninth international seminar on fire and explosion hazards. 2019, p. 257-268 LE COZE, Jean-Christophe Storytelling or theory building? Hopkins? sociology of safety Safety Science, 2019, 120 : p. 735-744 SANTANDREA, Audrey ; PACAULT, S. ; PERRIN, Laurent ; VIGNES, Alexis ; DUFAUD, Olivier Nanopowders explosion: Influence of the dispersion characteristics Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2019, 62 : p. art. 103942 FAYET, Guillaume ; ROTUREAU, Patricia New QSPR Models to Predict the Flammability of Binary Liquid Mixtures Molecular Informatics, 2019, 38 (8-9): p. art. 1800122 LIU, Qi ; PROUST, Christophe ; GOMEZ, François ; LUART, Denis ; LEN, Christophe Sensitivity of the predictability of chemical equilibrium software to the choice of the products Industrial & Engineering Chemistry Research, 2019, 58 (8) : p. 2654-2660 GUENNOC, Fanny Activité et influence des préventeurs au sein d?une organisation à risque. Le cas d?un site de production dans le secteur de la chimie pharmaceutique Thèse de doctorat. Université de Bretagne Sud, 07/05/2019 MAZRI, Chabane ; TSOUKIAS, Alexis ; DANIELL, Katherine A. Decision support in participatory contexts: the organisational design dimension International Journal of Decision Support System Technology, 2019, 11 (3) Publications 2019 72 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques accidentels LIU, Qi ; TADRENT, Sarra ; PROUST, Christophe ; GOMEZ, François ; KHELFA, Anissa ; LUART, Denis ; LEN, Christophe Theoretical analysis of the "green" synthesis of aniline by reduction of nitrobenzene Chemical Engineering Science, 2020, 211 : p. art. 115275 WILLMANN, Christophe ; TRUCHOT, Benjamin New energy carriers and additional risks for user safety in tunnels Proceedings of the 15th International Interflam Conference. 2019, p. 1833-1844 MURALIDHARA, Anitha ; GRUTER, Gert-Jan ; LEN, Christophe ; MARLAIR, Guy Exploratory analysis of fire risks pertaining to furanic platform chemicals Proceedings of the 15th International Interflam Conference. 2019, p. 1661-1669 LE COZE, Jean-Christophe Hopkins' view of structure and culture (one step closer to strategy) Safety Science, 2020, 122 : p. art. 104541 LE COZE, Jean-Christophe Safety Science Research: Evolution, Challenges and New Directions Boca Raton : CRC Press, 2019 LE COZE, Jean-Christophe Visualising Safety LE COZE, Jean-Christophe - Safety Science Research : Evolution, Challenges and New Directions. Boca Raton : CRC Press, 2019, p. 151-172 DUCLOS, Audrey Développement et mise au point de modèles phénoménologiques et de maîtrise des risques d'explosion pour la filière émergeante hydrogène-énergie Thèse de doctorat. Université de Technologie de Compiègne, 29/10/2019 MURALIDHARA, Anitha Physico-chemical safety issues pertaining to biosourced furanics valorization with a focus on humins as biomass resource Thèse de doctorat. Université de Technologie de Compiègne, 10/10/2019 MENICACCI, Eleonora Compréhension et prédiction des mécanismes d'incompatibilités chimiques à l'aide de la DFT Thèse de doctorat. Université de Paris 6, 29/11/2019 GAUDIN, Théophile ; ROTUREAU, Patricia ; PEZRON, Isabelle ; FAYET, Guillaume Estimating the adsorption efficiency of sugar-based surfactants from QSPR models International Journal of Quantitative Structure-Property Relationships, 2019, 4 (2) : p. art. 2 LEES, Philip ; GANT, Simon ; BETTIS, Richard ; VIGNES, Alexis ; LACOME, Jean-Marc ; DUFAUD, Olivier Review of recent incidents involving flammable mists Proceedings of Hazards 29. 2019 GREGOIRE, Yann ; LEPRETTE, Emmanuel ; PROUST, Christophe Function Testing of Passive Explosion Isolation Flap Valves SNEGIREV, A. ; TAMANINI, F. ; BRADLEY, D. ; LIU, N. ; MOLKOV, V. ; CHAUMEIX, N. - Proceedings of the ninth international seminar on fire and explosion hazards. 2019, p. 345-355 GREGOIRE, Yann ; LEPRETTE, Emmanuel ; PROUST, Christophe On the Usefulness of Phenomenological Approach to Model Explosions in Complex Industrial Systems SNEGIREV, A. ; TAMANINI, F. ; BRADLEY, D. ; LIU, N. ; MOLKOV, V. ; CHAUMEIX, N. - Proceedings of the ninth international seminar on fire and explosion hazards. 2019, p. 1234-1245 DAUBECH, Jérôme ; LEPRETTE, Emmanuel ; PROUST, Christophe ; LECOCQ, Guillaume Further insight into the gas flame acceleration mechanisms in pipes. Part I: Experimental work Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2019, 62 : p. art. 103930 LECOCQ, Guillaume ; LEPRETTE, Emmanuel ; DAUBECH, Jérôme ; PROUST, Christophe Further insight into the gas flame acceleration mechanisms in pipes. Part II: Numerical work Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2019, 62 : p. art. 103919 73 Type de risque Auteurs Titre Source Risques accidentels NGUYEN, Thi Thu Dieu ; ABADA, Sara ; LECOCQ, Amandine ; BERNARD, Julien ; PETIT, Martin ; MARLAIR, Guy ; GRUGEON, Sylvie ; LARUELLE, Stéphane Understanding the Thermal Runaway of Ni-Rich Lithium-Ion Batteries World Electric Vehicle Journal, 2019, 10 (4) : p. art. 79 VIGNES, Alexis ; KRIETSCH, Arne ; DUFAUD, Olivier ; SANTANDREA, Audrey ; PERRIN, Laurent ; BOUILLARD, Jacques Course of explosion behaviour of metallic powders - From micron to nanosize Journal of Hazardous Materials, 2019, 379 : p. art. 120767 MURALIDHARA, Anitha ; BADO-NILLES, Anne ; MARLAIR, Guy ; ENGELEN, Victor ; LEN, Christophe ; PANDARD, Pascal Humins in the environment: early stage insights on ecotoxicological aspects Biofuels Bioproducts & Biorefining, 2019, 13 (3) : p. 464-470 Risques chroniques CURCI, Gabriele ; ALYUZ, Ummugulsum ; BARO, Rocio ; BIANCONI, Roberto ; BIESER, Johannes ; CHRISTENSEN, Jesper H. ; COLETTE, Augustin ; FARROW, Aidan ; FRANCIS, Xavier V. ; JIMENEZ-GUERRERO, Pedro ; IM, Ulas ; LIU, Peng ; MANDERS, Astrid ; PALACIOS-PENA, Laura ; PRANK, Marje ; POZZOLI, Luca ; SOKHI, Ranjeet ; SOLAZZO, Efisio ; TUCCELLA, Paolo ; UNAL, Alper ; VIVANCO, Marta G. ; HOGREFE, Christian ; GALMARINI, Stefano Modelling black carbon absorption of solar radiation: combining external and internal mixing assumptions Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 181-204 THEOBALD, Mark ; VIVANCO, Marta G. ; AAS, Wenche ; ANDERSSON, Camilla ; CIARELLI, Giancarlo ; COUVIDAT, Florian ; CUVELIER, Kees ; MANDERS, Astrid ; MIRCEA, Mihaela ; PAY, Maria-Teresa ; TSYRO, Svetlana ; ADANI, Mario ; BERGSTROM, Robert ; BESSAGNET, Bertrand ; BRIGANTI, Gino ; CAPPELLETTI, Andrea ; D'ISIDORO, Massimo ; FAGERLI, Hilde ; MAR, Kathleen ; OTERO, Noelia ; RAFFORT, Valentin ; ROUSTAN, Yelva ; SCHAAP, Martijn ; WIND, Peter ; COLETTE, Augustin An evaluation of European nitrogen and sulfur wet deposition and their trends estimated by six chemistry transport models for the period 1990-2010 Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 379-405 BRACK, Werner ; AIT-AISSA, Selim ; BACKHAUS, Thomas ; DULIO, Valeria ; ESCHER, Beate I. ; FAUST, Michael ; HILSCHEROVA, Klara ; HOLLENDER, Juliane ; HOLLERT, Henner ; MULLER, Christin ; MUNTHE, John ; POSTHUMA, Leo ; SEILER, Thomas B. ; SLOBODNIK, Jaroslav ; TEODOROVIC, Ivana ; TINDALL, Andrew J. ; DE ARAGAO UMBUZEIRO, Gisela ; ZHANG, Xiaowei ; ALTENBURGER, Rolf Effect-based methods are key. The European Collaborative Project SOLUTIONS recommends integrating effect-based methods for diagnosis and monitoring of water quality Environmental Sciences Europe, 2019, 31 : p. art. 10 KIM, Youngseob ; SARTELET, Karine ; COUVIDAT, Florian Modeling the effect of non-ideality, dynamic mass transfer and viscosity on SOA formation in a 3-D air quality model Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 (2) : p. 1241-1261 74 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques ALTENBURGER, Rolf ; BRACK, Werner ; BURGESS, Robert M. ; BUSCH, Wibke ; ESCHER, Beate I. ; FOCKS, Andreas ; HEWITT, L.M. ; JACOBSEN, Bo N. ; LOPEZ DE ALDA, Miren ; AIT-AISSA, Selim ; BACKHAUS, Thomas ; GINEBREDA, Antoni ; HILSCHEROVA, Klara ; HOLLENDER, Juliane ; HOLLERT, Henner ; NEALE, Peta A. ; SCHULZE, Tobias ; SCHYMANSKI, Emma L. ; TEODOROVIC, Ivana ; TINDALL, Andrew J. ; DE ARAGAO UMBUZEIRO, Gisela ; VRANA, Branislav ; ZONJA, Bozo ; KRAUSS, Martin Future water quality monitoring: improving the balance between exposure and toxicity assessments of real-world pollutant mixtures Environmental Sciences Europe, 2019, 31 : p. art. 12 ZGHEIB, Elias ; GAO, Wang ; LIMONCIEL, Alice ; ALADJOV, Hristo ; YANG, Huan ; TEBBY, Cléo ; GAYRAUD, Ghislaine ; JENNINGS, Paul ; SACHANA, Magdalini ; BELTMAN, Joost ; BOIS, Frédéric Y. Application of three approaches for quantitative AOP development to renal toxicity Computational Toxicology, 2019, 11 : p. 1-13 BEGGIO, Giovanni ; SCHIEVANO, Andrea ; £BONATO, Tiziano ; HENNEBERT, Pierre ; PIVATO, Alberto Statistical analysis for the quality assessment of digestates from separately collected organic fraction of municipal solid waste (OFMSW) and agro-industrial feedstock. Should input feedstock to anaerobic digestion determine the legal status of digestate? Waste Management, 2019, 87 : p. 546-558 SARIGIANNIS, D.A. ; KARAKITSIOS, Spryros ; DOMINGUEZ-ROMERO, Elena ; PAPADAKI, Krystalia ; BROCHOT, Céline ; KUMAR, Vikas ; SCHUMACHER Marta ; SY, Moustapha ; MIELKE, Hans ; GREINER, Mathias ; MENGELERS, Marcel ; SCHERINGER, Martin Physiology-based toxicokinetic modelling in the frame of the European Human Biomonitoring Initiative Environmental Research, 2019, 172 : p. 216-230 HANI, Younes ; TURIES, Cyril ; PALLUEL, Olivier ; DELAHAUT, Laurence ; BADO-NILLES, Anne ; GEFFARD, Alain ; DEDOURGE-GEFFARD, Odile ; PORCHER, Jean-Marc Effects of a chronic exposure to different water temperatures and/ or to an environmental cadmium concentration on the reproduc- tion of the threespine stickleback (Gasterosteus aculeatus) Ecotoxicology and Environmental Safety, 2019, 174 : p. 48-57 BATTISTONI, Maria ; DI RENZO, Francesca ; MENEGOLA, Elena ; BOIS, Frédéric Y. Quantitative AOP based teratogenicity prediction for mixtures of azole fungicides Computational Toxicology, 2019, 11 : p. 72-81 OUNOUGHENE, Ghania ; CHIVAS-JOLY, Carine ; LONGUET, Claire ; LE BIHAN, Olivier ; LOPEZ-CUESTA, José-Marie ; LE COQ, Laurence Evaluation of nanosilica emission in polydimethylsiloxane composite during incineration Journal of Hazardous Materials, 2019, 371 : p. 415-422 BESSAGNET, Bertrand ; COUVIDAT, Florian ; LEMAIRE, Vincent A statistical physics approach to perform fast highly-resolved air quality simulations. A new step towards the meta-modelling of chemistry transport models Environmental Modelling & Software, 2019, 116 : p. 100-109 VIONE, Davide ; ALBINET, Alexandre ; BARSOTTI, Francesco ; MEKIC, Majda ; JIANG, Bin ; MINERO, Claudio ; BRIGANTE, Marcello ; GLIGOROVSKI, Sasho Formation of substances with humic-like fluorescence properties, upon photoinduced oligomerization of typical phenolic compounds emitted by biomass burning Atmospheric Environment, 2019, 206 : p. 197-207 75 Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques SERRA, Hélène ; SCHOLZE, Martin ; ALTENBURGER, Rolf ; BUSCH, Wibke ; BUDZINSKI, Hélène ; BRION, François ; AIT-AISSA, Selim Combined effects of environmental xeno-estrogens within multi-com- ponent mixtures: Comparison of in vitro human - and zebrafish - based estrogenicity bioassays Chemosphere, 2019, 227 : p. 334-344 TEBBY, Cléo ; BROCHOT, Céline ; DORNE, Jean-Lou ; BEAUDOUIN, Rémy Investigating the interaction between melamine and cyanuric acid using a Physiologically-Based Toxicokinetic model in rainbow trout Toxicology and Applied Pharmacology, 2019, 370 : p. 184-195 MAJDI, Marwa ; SARTELET, Karine ; LANZAFAME, Grazia-Maria ; COUVIDAT, Florian ; KIM, Youngseob ; CHRIT, Mounir ; TURQUETY, Solène Precursors and formation of secondary organic aerosols from wildfires in the Euro-Mediterranean region Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 (8) : p. 5543-5569 CHOLAKIAN, Arineh ; COLETTE, Augustin ; COLL, Isabelle ; CIARELLI, Giancarlo ; BEEKMANN, Matthias Future climatic drivers and their effect on PM10 components in Europe and the Mediterranean Sea Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 (7) : p. 4459-4484 ROSTKOWSKI, Pawel ; HAGLUND, Peter ; AALIZADEH, Reza ; ALYGIZAKIS, Nikiforos ; THOMAIDIS, Nikolaos ; BELTRAN ARANDES, Joaquin ; NIZZETTO, Pernilla Bohlin ; BOOIJ, Petra ; BUDZINSKI, Hélène ; BRUNSWICK, Pamela ; COVACI, Adrian ; GALLAMPOIS, Christine ; GROSSE, Sylvia ; HINDLE, Ralph ; IPOLYI, Ildiko ; JOBST, Karl ; KASERZON, Sarit L. ; LEONARDS, Pim ; LESTREMAU, François ; LETZEL, Thomas ; MAGNER, Jorgen ; MATSUKAMI, Hidenori ; MOSCHET, Christoph ; OSWALD, Peter ; PLASSMANN, Merle ; SLOBODNIK, Jaroslav ; YANG, Chun The strength in numbers : comprehensive characterization of house dust using complementary mass spectrometric techniques Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2019, 411 (10) : p. 1957-1977 TSIROS, Periklis ; BOIS, Frédéric Y. ; DOKOUMETZIDIS, Aristides ; TSILIKI, Georgia ; SARIMVEIS, Haralambos Population pharmacokinetic reanalysis of a Diazepam PBPK model: a comparison of Stan and GNU MCSim Journal of Pharmacokinetics and Pharmacodynamics, 2019, 46 (2) : p. 173-192 QUINDROIT, Paul ; BEAUDOUIN, Rémy ; BROCHOT, Céline Estimating the cumulative human exposures to pyrethroids by combined multi-route PBPK models : Application to the French population Toxicology Letters, 2019, 312 : p. 125-138 WALLACE, Jasmina ; SELMAOUI, Brahim Effect of mobile phone radiofrequency signal on the alpha rhythm of human waking EEG : A review Environmental Research, 2019, 175 : p. 274-286 BARCA, Cristian ; MARTINO, Mathieu ; HENNEBERT, Pierre ; ROCHE, Nicolas Kinetics and capacity of phosphorus extraction from solid residues obtained from wet air oxidation of sewage sludge Waste Management, 2019, 89 : p. 275-283 76 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques MIRCEA, Mihaela ; BESSAGNET, Bertrand ; D'ISIDORO, Massimo ; PIROVANO, Guido ; AKSOYOGLU, Sebnem ; CIARELLI, Giancarlo ; TSYRO, Svetlana ; MANDERS, Astrid ; BIESER, Johannes ; STERN, Rainer ; VIVANCO, Marta G. ; CUVELIER, Cornelius ; AAS, Wenche ; PREVOT, André S.H. ; AULINGER, Armin ; BRIGANTI, Gino ; CALORI, Giuseppe ; CAPPELLETTI, Andrea ; COLETTE, Augustin ; COUVIDAT, Florian ; FAGERLI, Hilde ; FINARDI, Sandro ; KRANENBURG, Richard ; ROUIL, Laurence ; SILIBELLO, Camillo ; SPINDLER, Gerald ; POULAIN, Laurent ; HERRMANN, Hartmut ; JIMENEZ, Jose L. ; DAY, Douglas, A. ; TIITTA, Petri ; CARBONE, Samara EURODELTA III exercise: An evaluation of air quality models? capacity to reproduce the carbonaceous aerosol Atmospheric Environment : X, 2019, 2 : p. art. 100018 BEDOYA-VELASQUEZ, Andres Esteban ; TITOS, Gloria ; BRAVO-ARANDA, Juan Antonio ; HAEFFELIN, Martial ; FAVEZ, Olivier ; PETIT, Jean-Eudes ; CASQUERO- VERA, Juan Andres ; OLMO-REYES, Francisco Jose ; MONTILLA-ROSERO, Elena ; ALADOS-ARBOLEDAS, Lucas ; GUERRERO-RASCADO, Juan Luis Long-term aerosol optical hygroscopicity study at the ACTRIS SIRTA observatory: synergy between ceilometer and in situ measurements Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 7883-7896 CAUDEVILLE, Julien ; HABRAN, Sarah Systèmes d?information de surveillance en santé-environnement Environnement Risques & Santé, 2019, 18 (3) : p. 235-244 BROCHOT, Céline ; CASAS, Maribel ; MANZANO-SALGADO, Cyntia ; ZEMAN, Florence Anna ; SCHETTGEN, Thomas ; VRIJHEID, Martine ; BOIS, Frédéric Y. Prediction of maternal and foetal exposures to perfluoroalkyl compounds in a Spanish birth cohort using toxicokinetic modelling Toxicology and Applied Pharmacology, 2019, 379 : p. art. 114640 FRENEY, Evelyn ; ZHANG, Yunjiang ; CROTEAU, Philip ; AMODEO, Tanguy ; WILLIAMS, Leah ; TRUONG, François ; PETIT, Jean-Eudes ; ET AL. ; FAVEZ, Olivier The second ACTRIS inter- comparison (2016) for Aerosol Chemical Speciation Monitors (ACSM): Calibration protocols and instrument performance evaluations Aerosol Science and Technology, 2019, 53(7) : 830-842 BRION, François ; DE GUSSEM, Vincent ; BUCHINGER, Sebastian ; HOLLERT, Henner ; CARERE, Mario ; PORCHER, Jean-Marc ; PICCINI, Benjamin ; FERAY, Christine ; DULIO, Valeria ; KONEMANN, Sarah ; SIMON, Eszter ; WERNER, Inge ; KASE, Robert ; AIT-AISSA, Selim Monitoring estrogenic activities of waste and surface waters using a novel in vivo zebrafish embryonic (EASZY) assay: Comparison with in vitro cell-based assays and determination of effect-based trigger values Environment International, 2019, 130 : p. art. 104896 BOSSA, Nathan ; CHAURAND, Perrine ; LEVARD, Clément ; VICENTE, Jérôme ; BORSCHNECK, Daniel ; GEANTET, Christophe ; AGUERRE- CHARIOL, Olivier ; ROSE, Jérôme Mechanisms limiting the release of TiO2 nanomaterials during photocatalytic cement alteration: the role of surface charge and porous network morphology Environmental Science Nano, 2019, 6 (2) : p. 624-634 ANDRE, L. ; ZDANEVITCH, Isabelle ; PINEAU, C. ; LENCAUCHEZ, Jeanne ; DAMIANO, A. ; PAUSS, A. ; RIBEIRO, T. Dry anaerobic co-digestion of roadside grass and cattle manure at a 60 L batch pilot scale Bioresource Technology, 2019, 289 : p. art. 121737 77 Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques MENUT, Laurent ; BESSAGNET, Bertrand What Can We Expect from Data Assimilation for Air Quality Forecast? Part I: Quantification with Academic Test Cases Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2019, 36 (2) : p. 269-279 BESSAGNET, Bertrand ; MENUT, Laurent ; COUVIDAT, Florian ; MELEUX, Frédérik ; SIOUR, Guillaume ; MAILLER, Sylvain What Can We Expect from Data Assimilation for Air Quality Forecast? Part II: Analysis with a Semi-Real Case Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2019, 36 (7) PETIT, Jean-Eudes ; PALLARES, Cyril ; FAVEZ, Olivier ; ALLEMAN, Laurent Y. ; BONNAIRE, Nicolas ; RIVIERE, Emmanuel Sources and Geographical Origins of PM10 in Metz (France) Using Oxalate as a Marker of Secondary Organic Aerosols by Positive Matrix Factorization Analysis Atmosphere, 2019, 10 (7) : p. art. 370 CATTEAU, Audrey ; LE GUERNIC, Antoine ; MARCHAND, Adrien ; HANI, Younes ; PALLUEL, Olivier ; TURIES, Cyril ; BADO-NILLES, Anne ; DEDOURGE-GEFFARD, Odile ; GEFFARD, Alain ; PORCHER, Jean-Marc Impact of confinement and food access restriction on the three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus, L.) during caging: a multi-biomarker approach Fish Physiology and Biochemistry, 2019, 45 : p. 1261-1276 HOLLENDER, Juliane ; VAN BAVEL, Bert ; DULIO, Valeria ; FARMEN, Eivind ; FURTMANN, Klaus ; KOSCHORRECK, Jan ; KUNKEL, Uwe ; KRAUSS, Martin ; MUNTHE, John ; SCHLABACH, Martin ; SLOBODNIK, Jaroslav ; STROOMBERG, Gerard ; TERNES, Thomas ; THOMAIDIS, Nikolaos ; TORNERO, Victoria High resolution mass spectrometry-based non-target screening can support regulatory environmental monitoring and chemicals management Environmental Sciences Europe, 2019, 31 : p. art. 42 LANZONI, Anna ; CASTOLDI, Anna F. ; KASS, G.E. ; TERRON, Andrea ; DE SEZE, Guilhem ; BAL-PRICE, Anna ; BOIS, Frédéric Y. ; DELCLOS, K. Barry ; DOERGE, Daniel R. ; FRITSCHE, Ellen ; HALLDORSSON, Thorhallur ; KOLOSSA-GEHRING, Marike ; BENNEKOU, Susanne Hougaard ; KONING, Frits ; LAMPEN, Alfonso ; LEIST, Marcel ; MANTUS, Ellen ; ROUSSELLE, Christophe ; SIEGRIST, Mickael ; STEINBERG, Pablo ; TRITSCHER, Angelika ; VAN DE WATER, Bob ; VINEIS, Paolo ; WALKER, Nigel ; WALLACE, Heather ; WHELAN, Maurice ; YOUNES, Maged Advancing human health risk assessment EFSA Journal, 2019, 14 (suppl. 1) : p. art. e170712 ANDRIANOME, Soafara ; YAHIA-CHERIF, Lydia ; SELMAOUI, Brahim Effect of short exposure to radiofrequency electromagnetic fields on saliva biomarkers: a study on the electrohypersensitive individuals International Journal of Radiation Biology, 2019, 95 (6) : p. 788-792 VIDAL, Alice ; BABUT, Marc ; GARRIC, Jeanne ; BEAUDOUIN, Rémy Elucidating the fate of perfluorooctanoate sulfonate using a rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) physiologically-based toxicokinetic model Science of the Total Environment, 2019, 691 : p. 1297-1309 ZIEGLER-DEVIN, Isabelle ; MENANA, Zahra ; CHRUSCIEL, Laurent ; CHALOT, Michel ; BERT, Valérie ; BROSSE, Nicolas Steam explosion pretreatment of willow grown on phytomanaged soils for bioethanol production Industrial Crops and Products, 2019, 140 : p. art. 111722 78 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques PINTO, Caroline ; HAO, Ruixin ; GRIMALDI, Marina ; THRIKAWALA, Savini ; BOULAHTOUF, Abdelhay ; AIT-AISSA, Selim ; BRION, François ; GUSTAFSSON, Jan-Ake ; BALAGUER, Patrick ; BONDESSON, Maria Differential activity of BPA, BPAF and BPC on zebrafish estrogen receptors in vitro and in vivo Toxicology and Applied Pharmacology, 2019, 380 : p. art. 114709 CODACCIONI, Marc ; BOIS, Frédéric Y. ; BROCHOT, Céline Placental transfer of xenobiotics in pregnancy physiologically-based pharmacokinetic models: Structure and data Computational Toxicology, 2019, 12 : p. art. 100111 ALBINET, Alexandre ; LANZAFAME, Grazia-Maria ; SRIVASTAVA, Deepchandra ; BONNAIRE, Nicolas ; NALIN, Federica ; WISE, Stephen A. 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Accepté CHOLAKIAN, Arineh ; BEEKMANN, Matthias ; COLL, Isabelle ; CIARELLI, Giancarlo ; COLETTE, Augustin Biogenic secondary organic aerosol sensitivity to organic aerosol simulation schemes in climate projections Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 13209?13226 CALAS, Aude ; UZU, Gaëlle ; BESOMBES, Jean-Luc ; MARTINS, Jean ; REDAELLI, Mattéo ; WEBER, Samuel ; CHARRON, Aurélie ; ALBINET, Alexandre ; CHEVRIER, Florie ; BRULFERT, Guillaume ; MESBAH, Boualem ; FAVEZ, Olivier ; JAFFREZO, Jean-Luc Seasonal Variations and Chemical Predictors of Oxidative Potential (OP) of Particulate Matter (PM), for Seven Urban French Sites Atmosphere, 2019, 10 (11) : p. art. 698 CARNESECCHI, Edoardo ; SVENDSEN, Claus ; LASAGNI, Stefano ; GRECH, Audrey ; QUIGNOT, Nadia ; AMZAL, Billy ; TOMA, Cosimo ; TOSI, Simone ; RORTAIS, Agnes ; CORTINAS- ABRAHANTES, Jose ; CAPRI, Ettore ; KRAMER, Nynke ; BENFENATI, Emilio ; SPURGEON, David ; GUILLOT, Gilles ; CHRISTIAN, Jean Lou ; DORNE, Michel Investigating combined toxicity of binary mixtures in bees: Meta-analysis of laboratory tests, modelling, mechanistic basis and implications for risk assessment Environment International, 2019, 133 : p. art. 105256 HE, Yao ; SUN, Yele ; WANG, Qingqing ; ZHOU, Wei ; XU, Weiqi ; ZHANG, Yunjiang ; XIE, Conghui ; ZHAO, Jian ; DU, Wei ; QIU, Yanmei ; LEI, Lu ; FU, Pingqing ; WANG, Zifa ; WORSNOP, Douglas A Black Carbon-Tracer Method for Estimating Cooking Organic Aerosol From Aerosol Mass Spectrometer Measurements Geophysical Research Letters, 2019, 46 (14) : p. 8474-8483 RAMME, Anja Patricia ; KOENIG, Leopold ; HASENBERG, Tobias ; SCHWENK, Christine ; MAGAUER, Corinna ; FAUST, Daniel ; LORENZ, Alexandra K. ; KREBS, Anna-Catharina ; DREWELL, Christopher ; SCHIRRMANN, Kerstin ; VLADETIC, Alexandra ; LIN, Grace-Chiaen ; PABINGER, Stephan ; NEUHAUS, Winfried ; BOIS, Frédéric Y. ; LAUSTER, Roland ; MARX, Uwe ; DEHNE, Eva-Maria Autologous induced pluripotent stem cell-derived four-organ-chip Future Science OA, 2019 : p. art. FSO413 HENNEBERT, Pierre Proposition of threshold for waste contaminated with mercury (compounds) in application of the Minamata convention on mercury and impact assessment Detritus, 2019: p. art. FSO413 BARRICK, Andrew ; CHATEL, Amelie ; MANIER, Nicolas ; KALMAN, Judit ; NAVAS, José Maria ; MOUNEYRAC, Catherine Investigating the Impact of Manufacturing Processes on the Ecotoxicity of Carbon Nanofibers: A Multi?Aquatic Species Comparison Environmental Toxicology and Chemistry, 2019, 38 (10) : p. 2314-2325 FAUST, Michael ; BACKHAUS, Thomas ; ALTENBURGER, Rolf ; DULIO, Valeria ; VAN GILS, Jos ; GINEBREDA, Antoni ; KORTENKAMP, Andrea ; MUNTHE, John ; POSTHUMA, Leo ; SLOBODNIK, Jaroslav ; TOLLEFSEN, Knut Erik ; VAN WEZEL, Annemarie ; BRACK, Werner Prioritisation of water pollutants: the EU Project SOLUTIONS proposes a methodological framework for the integration of mixture risk assessments into prioritisation procedures under the European Water Framework Directive Environmental Sciences Europe, 2019, 31 : p. art. 66 80 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques HENNEBERT, Pierre Proposition of threshold for waste contaminated with mercury (compounds) in application of the Minamata convention on mercury and impact assessment SARDINIA 2019 : Proceedings of the 17th International waste management and landfill symposium. Italy : CISA Publisher, 2019 HENNEBERT, Pierre The sorting of waste for a circular economy : sampling when (very) few particles have (very) high concentrations of contaminant or valuable element SARDINIA 2019 : Proceedings of the 17th International waste management and landfill symposium. Italy : CISA Publisher, 2019 HENNEBERT, Pierre Literature evidence on the brominated flame retardant content in plastics of construction, of textiles/furnitures and of non-food packaging: should they be sorted before recycling? SARDINIA 2019 : Proceedings of the 17th International waste management and landfill symposium. Italy : CISA Publisher, 2019 CIARELLI, Giancarlo ; THEOBALD, Mark ; VIVANCO, Marta G. ; BEEKMANN, Matthias ; AAS, Wenche ; ANDERSSON, Camilla ; BERGSTROM, Robert ; MANDERS-GROOT, Astrid M.M. ; COUVIDAT, Florian ; MIRCEA, Mihaela ; TSYRO, Svetlana ; FAGERLI, Hilde ; MAR, Kathleen ; RAFFORT, Valentin ; ROUSTAN, Yelva ; PAY, Maria-Teresa ; SCHAAP, Martijn ; KRANENBURG, Richard ; ADANI, Mario ; BRIGANTI, Gino ; CAPPELLETTI, Andrea ; D'ISIDORO, Massimo ; CUVELIER, Cornelis ; CHOLAKIAN, Arineh ; BESSAGNET, Bertrand ; WIND, Peter ; COLETTE, Augustin Trends of inorganic and organic aerosols and precursor gases in Europe : insights from the EURODELTA multi-model experiment over the 1990?2010 period Geoscientific Model Development, 2019, 12 : p. 4923-4954 BOICHU, Marie ; FAVEZ, Olivier ; RIFFAULT, Véronique ; PETIT, Jean-Eudes ; ZHANG, Yunjiang ; BROGNIEZ, Colette ; SCIARE, Jean ; CHIAPELLO, Isabelle ; CLARISSE, Lieven ; ZHANG, Shouwen ; PUJOL-SOHNE, Nathalie ; TISON, Emmanuel ; DELBARRE, Hervé ; GOLOUB, Philippe Large-scale particulate air pollution and chemical fingerprint of volcanic sulfate aerosols from the 2014?2015 Holuhraun flood lava eruption of Baroarbunga volcano (Iceland) Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 14253-14287 JIANG, Jianhui ; AKSOYOGLU, Sebnem ; EL-HADDAD, Imad ; CIARELLI, Giancarlo ; DENIER VAN DER GON, Hugo ; CANONACO, Francesco ; GILARDONI, Stefania ; PAGLIONE, Marco ; MINGUILLON, Maria Cruz ; FAVEZ, Olivier ; ZHANG, Yunjiang ; MARCHAND, Nicolas ; HAO, Liqing ; VIRTANEN, Annele ; FLOROU, Kalliopi ; O'DOWD, Collin ; OVADNEVAITE, Jurgita ; BALTENSPERGER, Urs ; PREVOT, André S.H. Sources of organic aerosols in Europe : A modelling study using CAMx with modified volatility basis set scheme Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19(24) : 15247-15270 BESSET, Dimitri ; SELMAOUI, Brahim ; TOURNEUX, Pierre ; LEKE, André ; DELANAUD, Stéphane ; DE SEZE, René ; BLANCHARD, Erwan Stephan Environmental radiofrequency electromagnetic field levels in a department of pediatrics Environmental Research, 2020, 181 : art. 108894 81 Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques LANGUILLE, Baptiste ; GROS, Valérie ; PETIT, Jean-Eudes ; HONORE, Cécile ; BAUDIC, Alexia ; PERRUSSEL, Olivier ; FORET, Gilles ; MICHOUD, Vincent ; TRUONG, François ; BONNAIRE, Nicolas ; SARDA-ESTEVE, Roland ; DELMOTTE, Marc ; FERON, Anais ; MAISONNEUVE, Franck ; GAIMOZ, Cécile ; FORMENTI, Paola ; KOTTHAUS, Simone ; HAEFFELIN, Martial ; FAVEZ, Olivier Wood burning: a major source of Volatile Organic Compounds during wintertime in the Paris region Science of the Total Environment, 2020, 711 : art. 135055 FILELLA, Monteserrat ; HENNEBERT, Pierre ; OKKENHAUG, Gudny ; TURNER, Andrew Occurrence and fate of antimony in plastics Journal of Hazardous Materials, 2019: p. Accepté HENNEBERT, Pierre Hazard classification of waste: review of available practical methods and tools Detritus, 2019, 7 : p. 13-28 VELLY, Nathalie Comment sont gérés les sols pollués ? Year book Santé et Environnement. Montrouge : John Libbey Eurotext Ltd., 2019, p. 281-284 BRIGNON, Jean-Marc ; CANTUARIAS, Carmen ; CHAPON, Valentin ; MOMBELLI, Enrico Rejets de micropolluants : un essai de comparaison économique entre traitement et substitution à la source TSM - Techniques sciences méthodes, 2019 (3) : p. 27-40 BESSAGNET, Bertrand La pollution de l?air en Chine Responsabilité & Environnement - Annales des mines, 2019 (96) : p. 46-49 LEOZ-GARZIANDIA, Eva Les impacts de la pollution de l?air Responsabilité & Environnement - Annales des mines, 2019 (96) : p. 9-12 YANG, Yifan ; XIAOFENG, Xu ; ZHANG, Yunjiang ; ZHENG, Shanshan ; WANG, Lingrui ; LIU, Dantong ; GUSTAVE, Williamson ; JIANG, Lei ; HUA, Yan ; DU, Songshan ; TANG, Lili Seasonal size distribution and mixing state of black carbon aerosols in a polluted urban environment of the Yangtze River Delta region, China Science of the Total Environment, 2019, 654 : p. 300-310 IM, Ulas ; BRANDT, Jorgen ; GEELS, Camilla ; HANSEN, Kaj M. ; CHRISTENSEN, Jesper H. ; ANDERSEN, Mikael S. ; SOLAZZO, Efisio ; KIOUTSIOUKIS, Ioannis ; ALYUZ, Ummugulsum ; BALZARINI, Alessandra ; BARO, Rocio ; BELLASIO, Roberto ; BIANCONI, Roberto ; BIESER, Johannes ; COLETTE, Augustin ; ET AL. 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Accepté 82 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques PERSONNE, Stéphane Développement d'un modèle toxicocinétique basé sur la physiologie pour la perméthrine et ses métabolites chez la rate gestante Thèse de doctorat. Université d'Amiens, 25/01/2019 QUINDROIT, Paul Reconstruction de doses d'exposition pour des mélanges de substances chimiques ayant des métabolites communs : application à la famille des pyréthrinoïdes Thèse de doctorat. Institut des sciences et industries du vivant et de l?environnement (AgroParisTech), 18/11/2019 DAVID, Viviane Compréhension et prédiction des effets de substances chimiques sur la dynamique de population de l'épinoche à trois épines en mésocosmes Thèse de doctorat. Institut des sciences et industries du vivant et de l?environnement (AgroParisTech), 11/12/2019 CATTEAU, Audrey Pertinence d'une approche de biosurveillance active utilisant l?épinoche à trois épines (Gasterosteus aculeatus) dans l?évaluation d?une contamination par des effluents de station d?épuration Thèse de doctorat. Université de Reims Champagne-Ardenne, 20/12/2019 BELIS, Claudio A. ; FAVEZ, Olivier ; MIRCEA, Mihaela ; DIAPOULI, E. ; MANOUSAKAS, M.I. ; VRATOLIS, Stergios ; GILARDONI, Stefania ; PAGLIONE, M. ; DECESARI, S. ; MOCNIK, Grisa ; MOOIBROEK, Dennis ; SALVADOR, P. ; TAKAHAMA, S. ; VECCHI, Roberta ; PAATERO, Pentti European guide on air pollution source apportionment with receptor models Luxembourg : European Union, 2019 (JRC technical reports , JRC117306 ; EUR 29816) SAMAKE, Abdoulaye ; JAFFREZO, Jean-Luc ; FAVEZ, Olivier ; WEBER, Samuel ; JACOB, Véronique ; ALBINET, Alexandre ; RIFFAULT, Véronique ; PERDRIX, Esperanza ; WAKED, Antoine ; GOLLY, Benjamin ; SALAMEH, Dalia ; CHEVRIER, Florie ; OLIVEIRA, Diogo ; BONNAIRE, Nicolas ; BESOMBES, Jean-Luc ; MARTINS, Jean M.F. ; CONIL, Sébastien ; GUILLAUD, Géraldine ; MESBAH, Boualem ; ROCQ, Benoit ; ROBIC, Pierre-Yves ; HULIN, Agnès ; LE MEUR, Sébastien ; DESCHEEMAECKER, Maxence ; CHRETIEN, Eve ; MARCHAND, Nicolas ; UZU, Gaëlle Polyols and glucose particulate species as tracers of primary biogenic organic aerosols at 28 French sites Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 3357-3374 RIVIERE, Emmanuel ; BERNARD, Julien ; HULIN, Agnès ; VIRGA, Jonathan ; DUGAY, Fabrice ; CHARLES, Marie-Aline ; CHEMINAT, Marie ; CORTINOVIS, Jérôme ; DUCROZ, François ; LABORIE, Anne ; MALHERBE, Laure ; PIGA, Damien ; REAL, Elsa ; ROBIC, Pierre-Yves ; ZAROS, Cécile ; SEYVE, Emie ; LEPEULE, Johanna Air pollution modeling and exposure assessment during pregnancy in the French Longitudinal Study of Children (ELFE) Atmospheric Environment, 2019, 205 : p. 103-114 DAVID, Viviane ; JOACHIM, Sandrine ; TEBBY, Cléo ; PORCHER, Jean-Marc ; BEAUDOUIN, Rémy Modelling population dynamics in mesocosms using an individual- based model coupled to a bioenergetics model Ecological Modelling, 2019, 398 : p. 55-66 83 Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques CIARELLI, Giancarlo ; COLETTE, Augustin ; SCHUCHT, Simone ; BEEKMANN, Matthias ; ANDERSSON, Camilla ; MANDERS-GROOT, Astrid M.M. ; MIRCEA, Mihaela ; TSYRO, Svetlana ; FAGERLI, Hilde ; GONZALEZ ORTIZ, Alberto ; ADANI, Mario ; BRIGANTI, Gino ; CAPPELLETTI, Andrea ; D'ISIDORO, Massimo ; CUVELIER, Cornelius ; COUVIDAT, Florian ; MELEUX, Frédérik ; BESSAGNET, Bertrand Long-term health impact assessment of total PM2.5 in Europe during the 1990-2015 period Atmospheric Environment : X, 2019, 3 : p. art. 100032 WEBER, Samuel ; SALAMEH, Dalia ; ALBINET, Alexandre ; ALLEMAN, Laurent Y. ; WAKED, Antoine ; BESOMBES, Jean-Luc ; JACOB, Véronique ; GUILLAUD, Géraldine ; MESHBAH, Boualem ; ROCQ, Benoit ; HULIN, Agnès ; DOMINIK-SEGUE, Marta ; CHRETIEN, Eve ; JAFFREZO, Jean-Luc ; FAVEZ, Olivier Comparison of PM10 sources profiles at 15 French sites using a harmonized constrained positive matrix factorization approach Atmosphere, 2019, 10 (6) : p. art. 310 SAMAKE, Abdoulaye ; JAFFREZO, Jean-Luc ; FAVEZ, Olivier ; WEBER, Samuel ; JACOB, Véronique ; CANETE, Trishalee ; ALBINET, Alexandre ; CHARRON, Aurélie ; RIFFAULT, Véronique ; PERDRIX, Esperanza ; WAKED, Antoine ; GOLLY, Benjamin ; SALAMEH, Dalia ; CHEVRIER, Florie ; OLIVEIRA, Diogo ; BESOMBES, Jean-Luc ; MARTINS, Jean M.F. ; BONNAIRE, Nicolas ; CONIL, Sébastien ; GUILLAUD, Géraldine ; MESBAH, Boualem ; ROCQ, Benoit ; ROBIC, Pierre-Yves ; HULIN, Agnès ; LE MEUR, Sébastien ; DESCHEEMAECKER, Maxence ; CHRETIEN, Eve ; MARCHAND, Nicolas ; UZU, Gaëlle Arabitol, mannitol, and glucose as tracers of primary biogenic organic aerosol : the influence of environmental factors on ambient air concentrations and spatial distribution over France Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 11013-11030 DAVID, Viviane ; JOACHIM, Sandrine ; PORCHER, Jean-Marc ; BEAUDOUIN, Rémy Modelling BPA effects on three-spined stickleback population dynamics in mesocosms to improve the understanding of population effects Science of the Total Environment, 2019, 692 : p. 854-867 SRIVASTAVA, Deepchandra ; FAVEZ, Olivier ; PETIT, Jean-Eudes ; ZHANG, Yunjiang ; SOFOWOTE, U.M. ; BONNAIRE, N. ; PERRAUDIN, Emilie ; GROS, Valérie ; VILLENAVE, E. ; ALBINET, Alexandre Speciation of organic fractions does matter for aerosol source apportionment. Part 3: Combining off-line and on-line measurements Science of the Total Environment, 2019, 690 : p. 944-955 ZHANG, Yunjiang Multi-year source apportionment of organic aerosols and their impacts on aerosol light absorption in the Paris region, France Thèse de doctorat. Université de Versailles Saint-Quentin- en-Yvelines, 01/02/2019 MARCHAND, Adrien ; TEBBY, Cléo ; BEAUDOUIN, Rémy ; CATTEAU, Audrey ; PORCHER, Jean-Marc ; TURIES, Cyril ; BADO-NILLES, Anne Reliability evaluation of biomarker reference ranges for mesocosm and field conditions: Cellular innate immunomarkers in Gasterosteus aculeatus Science of the Total Environment, 2020, 698 : p. art. 134333 84 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques CAILLAUD, D. ; ANNESI-MAESANO, Isabelle ; BOURIN, A. ; CHINET, T. ; COLETTE, Augustin ; DE BLAY, F. ; DIXSAUT, Gilles ; HOUSSET, B. ; KLEINPETER, J. ; MALHERBE, Laure ; ROUSSEL, I. ; DALPHIN, J.C. ; CHARPIN, D. ; Groupe PAPPEI La pollution atmosphérique et ses effets sur la santé respiratoire en France. Document d?experts du groupe Pathologies pulmonaires professionnelles environnementales et iatrogéniques (PAPPEI) de la Société de pneumologie de langue française (SPLF) Revue des Maladies Respiratoires, 2019, 36(10): 1150-1183 ZHANG, Yunjiang ; FAVEZ, Olivier ; CANONACO, Francesco ; LIU, Dantong ; MOCNIK, Grisa ; AMODEO, Tanguy ; SCIARE, Jean ; PREVOT, André S.H. ; GROS, Valérie ; ALBINET, Alexandre Evidence of major secondary organic aerosol contribution to lensing effect black carbon absorption enhancement NPJ Climate and Atmospheric Science , 2018, 1: p. art. 47 BRACK, Werner ; AIT-AISSA, Selim ; BACKHAUS, Thomas ; BIRK, Sebastian ; BARCELO, Damià ; BURGESS, Robert M. ; COUSINS, Ian ; DULIO, Valeria ; ESCHER, Beate I. ; FOCKS, Andreas ; VAN GILS, Jos ; GINEBREDA, Antoni ; HERING, Daniel ; HEWITT, L.M. ; HILSCHEROVA, Klara ; HOLLENDER, Juliane ; HOLLERT, Henner ; KOCK, Marianne ; KORTENKAMP, Andrea ; LOPEZ DE ALDA, Miren ; MULLER, Christin ; POSTHUMA, Leo ; SCHUURMANN, Gerrit ; SCHYMANSKI, Emma L. ; SEGNER, Helmut ; SLEEUWAERT, Franck ; SLOBODNIK, Jaroslav ; TEODOROVIC, Ivana ; UMBUZEIRO, Gisela ; VOULVOULIS, Nick ; VAN WEZEL, Annemarie ; ALTENBURGER, Rolf Strengthen the European collaborative environmental research to meet European policy goals for achieving a sustainable, non-toxic environment Environmental Sciences Europe, 2019, 31 : p. art. 63 ZHANG, Yunjiang ; FAVEZ, Olivier ; PETIT, Jean-Eudes ; CANONACO, Francesco ; TRUONG, François ; BONNAIRE, Nicolas ; CRENN, Vincent ; AMODEO, Tanguy ; PREVOT, André S.H. ; SCIARE, Jean ; GROS, Valérie ; ALBINET, Alexandre Six-year source apportionment of submicron organic aerosols from near-continuous measurements at SIRTA (Paris area, France) Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 14755-14776 PERSONNE, Stéphane ; MARCELO, Paulo ; PILARD, Serge ; BALTORA- ROSSET, Sylvie ; CORONA, Aurélie ; ROBIDEL, Franck ; LECOMTE, Anthony ; BROCHOT, Céline ; BACH, Véronique ; ZEMAN, Florence Anna Determination of maternal and foetal distribution of cis - and trans - permethrin isomers and their metabolites in pregnant rats by liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2019: p. Accepté PANDOLFI, Marco ; MOOIBROEK, Dennis ; HOPKE, Philip K. ; VAN PINXTEREN, Dominik ; QUEROL, Xavier ; HERRMANN, Hartmut ; ALASTUEY, Andres ; FAVEZ, Olivier ; HUGLIN, Christoph ; PERDRIX, Esperanza ; RIFFAULT, Véronique ; SAUVAGE, Stéphane ; VAN DER SWALUW, Eric ; TARASOVA, Oksana ; COLETTE, Augustin Long range and local air pollution: what can we learn from chemical speciation of particulate matter at paired sites? Atmospheric Chemistry and Physics, 2019: p. Accepté 85 Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques MAJIRA, Amel ; GODON, Blandine ; FOULON, Laurence ; VAN DER PUTTEN, Jacinta C. ; CEZARD, Laurent ; THIERRY, Marina ; PION, Florian ; BADO-NILLES, Anne ; PANDARD, Pascal ; JAYABALAN, Thangavelu ; AGUIE-BEGHIN, Véronique ; DUCROT, Paul-Henri ; LAPIERRE, Catherine ; MARLAIR, Guy ; GOSSELINK, Richard ; BAUMBERGER, Stéphanie ; COTTYN, Betty Enhancing the antioxidant activity of technical lignins by combining solvent fractionation and ionic- liquid treatment ChemSusChem, 2019, 12(21): 4799-4809 CAUDEVILLE, Julien ; REGRAIN, Corentin ; BONNARD, Roseline ; LETINOIS, Laurent ; TOGNET, Frédéric ; BROCHOT, Céline ; BACH, Véronique ; CHARDON, Karen ; ZEMAN, Florence Anna Caractérisation de l?exposition environnementale spatialisée à un pyréthrinoïde en Picardie Environnement Risques & Santé, 2019, 18 (5) : p. 392-400 LANZAFAME, Grazia-Maria Mesure et modélisation de l'aérosol organique secondaire. Sources et impact sur la qualité de l'air Thèse de doctorat. Université de Paris 6, 12/12/2019 Risques du sol et du sous-sol GAL, Frédérick ; POKRYSZKA, Zbigniew ; LABAT, Nadège ; MICHEL, Karine ; LAFORTUNE, Stéphane ; MARBLE, Andre Soil-gas concentrations and flux monitoring at the Lacq-Rousse CO2-geological storage pilot site (French Pyrenean Foreland): From pre-injection to post-injection Applied Sciences, 2019, 9 (4) : p. Art. 645 LAOUAFA, Farid ; GUO, Jianwei ; QUINTARD, Michel Modeling of salt and gypsum dissolution: applications, evaluation of geomechanical hazards European Journal of Environmental and Civil Engineering, 2019: p. Accepté YANG, Jie ; YIN, Zhen-Yu ; LAOUAFA, Farid ; HICHER, Pierre-Yves Analysis of suffusion in cohesionless soils with randomly distributed porosity and fines content Computers and Geotechnics, 2019, 111 : p. 157-171 RILLARD, Jean ; POURRET, Olivier ; CENSI, Paolo ; INGUAGGIATO, Claudio ; ZUDDAS, Pierpaolo ; TOULHOAT, Pierre ; GOMBERT, Philippe ; BRUSCA, Lorenzo Behavior of rare earth elements in an aquifer perturbed by CO2 injection: Environmental implications Science of the Total Environment, 2019, 687 : p. 978-990 YANG, Jie ; YIN, Zhen-Yu ; LAOUAFA, Farid ; HICHER, Pierre-Yves Modeling coupled erosion and filtration of fine particles in granular media Acta Geotechnica, 2019, 14(6) : 1615-1627 LAFORTUNE, Stéphane ; POKRYSZKA, Zbigniew ; CHARMOILLE, Arnaud Underground gas production and migration induced by mining subsidence ISRM Congress 2019 Proceedings. 2019 SOULEY, Mountaka ; AUVRAY, Christophe ; LAFRANCE, Noémie ; WATELET, Jean-Marc ; RENAUD, Vincent Long term behavior of a chalk: effect of relative humidity and flooding ISRM Congress 2019 Proceedings. 2019 DE SANTIS, Francesca Rock mass mechanical behavior in deep mines : in situ monitoring and numerical modelling for improving seismic hazard assessment Thèse de doctorat. Université de Lorraine, 05/02/2019 YANG, Jie Numerical analyses of the multi-physics problem of sinkholes in the vicinity of a dike or a linear geo-structure Thèse de doctorat. Ecole Centrale de Nantes, 08/07/2019 86 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques du sol et du sous-sol HASSOUN, Mouhamad Modélisation physique du renforcement par géosynthétique des remblais granulaires et cohésifs sur cavités Thèse de doctorat. Université de Grenoble, 20/02/2019 YANG, Jie ; YIN, Zhen-Yu ; LAOUAFA, Farid ; HICHER, Pierre-Yves Hydromechanical modeling of granular soils considering internal erosion Canadian Geotechnical Journal, 2020, 57(2): 157-172 HASSOUN, Mouhamad ; AL HEIB, Marwan ; FAKIH, R. ; EMERIAULT, Fabrice ; VILLARD, Pascal Étude expérimentale du renforcement d?une cavité par géosynthétique en présence d?un remblai cohésif Proceedings of the 17th ECSMGE : Geotechnical Engineering founda- tion of the future. 2019 PALGUNADI, Kadek ; POIATA, Natalia ; KINSCHER, Jannes ; BERNARD, Pascal ; DE SANTIS, Francesca ; CONTRUCCI, Isabelle Methodology for Full Waveform Near Real-Time Automatic Detection and Localization of Microseismic Events Using High (8 kHz) Sampling Rate Records in Mines: Application to the Garpenberg Mine (Sweden) Seismological Research Letters, 2020, 91(1): 399-414 DE SANTIS, Francesca ; CONTRUCCI, Isabelle ; KINSCHER, Jannes ; BERNARD, Pascal ; RENAUD, Vincent ; GUNZBURGER, Yann Impact of geological heterogeneities on induced- seismicity in a deep sublevel stoping mine Pure and Applied Geophysics, 2019, 176(2) : 697-717 GOMBERT, Philippe ; ABDOULAYE, Gueye ; BEN HAMED, Haikel ; BEJI, Hassen ; LAOUAFA, Farid Installation of a thermal energy storage site in an abandoned mine in Picardy (France). Part 1: Selection criteria and equipment of the experimental site Environmental Earth Sciences, 2019, 78 : p. art. 174 DE SANTIS, Francesca ; RENAUD, Vincent ; CONTRUCCI, Isabelle ; GUNZBURGER, Yann ; BERNARD, Pascal Rock mass behavior in deep mines: in situ monitoring and numerical modelling ISRM Congress 2019 Proceedings. 2019 RENAUD, Vincent ; CHERKAOUI, Auxane ; WATELET, Jean-Marc ; GOMBERT, Philippe ; KREZIAK, Charles Understanding the instability mechanisms of chalk mines in presence of water (France) ISRM Congress 2019 Proceedings. 2019 Direction scientifique LACROIX, Denis ; LAURENT, Louis ; DE MENTHIERE, Nicolas ; SCHMITT, Bertrand ; BETHINGER, Audrey ; DAVID, Bernard ; DIDIER, Christophe ; PARENT DU CHATELET, Jacques Multiple visions of the future and major environmental scenarios Technological Forecasting and Social Change, 2019, 144 : p. 93-102 RICHER-DE-FORGES, Anne C. ; CARRE, Florence ; MCBRATNEY, Alex B. ; BOUMA, Johan ; ARROUAYS, Dominique Global Soil Security: Towards More Science-Society Interfaces. Proceedings of the Global Soil Security 2016 Conference, December 5-6, 2016, Paris, France Leiden : CRC PRESS, 2019 87 www.grouperougevif.fr - ROUGE VIF ÉDITORIAL - 26730 Conception et réalisation : Rouge Vif - Rédaction : Ineris - Crédits photos : Ineris / Franck DUNOUAU / Adobe Stock. Dépôt légal Novembre 2020 - ISSN 1765-1379 Institut national de l?environnement industriel et des risques Parc technologique Alata - BP2 - 60550 Verneuil-en-Halatte +33 (0)3 44 55 66 77 ineris@ineris.fr - www.ineris.fr INVALIDE) (ATTENTION: OPTION - cheurs en sociologie et économie, et gestionnaires, usagers des terres et protecteurs de la nature, les critères d?évaluation de la sécurité des sols et des stratégies d?implémentation. Les présentations ont pour la plupart fait l?objet d?une restitution dans l?ou- vrage Global Soil Security : Towards More Science- Society Interfaces [3]. CRITÈRES D?ÉVALUATION DE LA SÉCURITÉ DES SOLS L?évaluation de la sécurité des sols est établie à partir de cinq critères : capa- cité, condition, capital, connectivité et codification. La capacité est l?aptitude intrinsèque d?un sol à remplir une fonction telle que contribuer aux services écosysté- miques, parmi lesquels stocker du car- bone ou détoxifier. La condition est la caractérisation actuelle des attributs du sol permettant d?évaluer si la capacité du sol à fournir un service peut perdurer. Le capital est l?évaluation économique des sols, souvent estimée au regard de sa capacité à fournir un ou plusieurs services écosystémiques. La connecti- vité est le lien social entre gestionnaires, protecteurs et usagers des terres. La Figure 1 Services écosystémiques fournis par les sols. Contributeurs externes : Anne Richer de Forges (Inra Orléans), Dominique Arrouays (Inra Orléans), Alex McBratney (université de Sydney, Australie), Johan Bouma (université de Wageningen, Pays Bas) 33 codification fait référence aux outils en appui à la réglementation permettant de sécuriser les sols [4]. La figure 2 illustre les liens entre les sciences sous-jacentes aux cinq critères de la sécurité des sols et l?implication de la société qui intervient à tous niveaux. EXEMPLES D?ÉVALUATION DES CRITÈRES ET DE STRATÉGIES D?IMPLÉMENTATION DE LA SÉCURITÉ DES SOLS Durant cette conférence, l?Ineris a pré- senté ses travaux sur la capacité et la condition. La première étude por- tait sur l?évaluation de sols contami- nés par métaux lourds (condition) et l?amélioration de leurs capacités à pro- duire des services écosystémiques à partir de phyto-extraction permet- tant à terme d?évaluer le capital du sol en fonction des sous-produits de métaux lourds extraits, de la créa- tion d?espace de loisir et du bien-être des citoyens [5]. La deuxième étude portait sur l?évaluation des liens bidi- rectionnels entre conditions du sol et polluants atmosphériques. Ces liens reflètent la capacité du sol à émettre des polluants/particules atmosphé- riques et à impacter le bien-être des citoyens en fonction des conditions climatiques [6]. LES BESOINS DE RECHERCHE SUR LA SÉCURITÉ DES SOLS Aujourd?hui les critères « capital », « connectivité » et « codification », impliquant les sciences humaines et sociales (psychologie incluse) et les sciences politiques, sont peu couverts par la recherche sur l?évaluation et l?im- plémentation de la sécurité globale des sols. L?objectif commun avec les sciences de l?environnement pourrait être de quantifier, à différentes échelles, les bénéfices environnementaux et éco- nomiques des sols en fonction d?enjeux de société comme la santé humaine. Références [1] Morgan, C. L. S., McBratney, A. B., Field, D. J., Koch, A., Bouma, J., & Carré, F. (2017). Synthesis: Goals to Achieve Soil Security. In D. J. Field, C. L. S. Morgan, & A. B. McBratney (Éds.), Global Soil Security (p. 457-462). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-43394-3_43 [2] Koch, A., McBratney, A., Adams, M., Field, D., Hill, R., Crawford, J., Minasny, B., Lal, R., Abbott, L., O?Donnell, A., Angers, D., Baldock, J., Barbier, E., Binkley, D., Parton, W., Wall, D. H., Bird, M., Bouma, J., Chenu, C., ? Zimmermann, M. (2013). Soil Security: Solving the Global Soil Crisis. Global Policy, 4(4), 434-441. https://doi.org/10.1111/1758-5899.12096 [3] Richer de Forges, A. R. de, Carré, F., Arrouays, D., McBratney, A. B., & Bouma, J. (2018). Global Soil Security: Towards More Science-Society Interfaces: Proceedings of the Global Soil Security 2016 Conference, December 5-6, 2016, Paris, France. CRC Press LLC [4] McBratney, A., Field, D. J., & Koch, A. (2014). The dimensions of soil security. Geoderma, 213, 203-213. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2013.08.013 [5] Bert, V., Carre, F., Coudiere, H., Grison, C., & Gaucher, R. (2016). Enhancing ecosystem services of contaminated soil. 2. Global Soil Security Conference. https://hal-ineris.archives-ouvertes.fr/ ineris-01854333 [6] Bessagnet, B. (2016). The soil-air nexus: An important aspect of global soil security. 2. Global Soil Security Conference. https://hal-ineris.archives-ouvertes.fr/ineris-01853064 ABSTRACT Because soils are at the interface of lithosphere, atmosphere, hydrosphere and biosphere, they can tackle a large variety of societal challenges but are also a vulnerable resource. It is then necessary to find trade- off between protection and usage of soils. To this aim, a first conference was organized in 2015 to develop a new concept to share between soil scientists and stakeholders related to soils: the soil security. This is defined as the ability for soil to sustain functions to provide planetary services and human wellbeing. A second conference was organized in 2016, partly by Ineris, from which the book Global Soil Security: Towards More Science-Society Interfaces was published in 2019. The purpose was to share best practices about soil security evaluation between scientists and society. Five evaluation criteria were discussed: capacity (potential to contribute to ecosystem services), condition (current status of soil), capital (economic value), connectivity (links with stakeholders) and codification (regulation). Current research on capacity and condition are quite advanced but there is a need to further explore capital, connectivity and codification of soil. Figure 2 Liens entre critères d?évaluation de la sécurité des sols, disciplines scientifiques et société 34 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 COMPRENDRE ET MAÎTRISER LES RISQUES À L?ÉCHELLE D?UN SITE INDUSTRIEL ET D?UN TERRITOIRE Compréhension et maîtrise de l?instabilité des carrières de craie en zone inondable E n janvier 1910, la crue centen- nale du Loing à Château-Landon a provoqué l?effondrement d?un coteau sous-cavé par la carrière de craie de Beaulieu, générant un glis- sement de terrain de 100 000 m3 qui a causé la mort de 7 personnes. La surface de glissement était située 40 mètres à l?intérieur du coteau. Trois autres carrières s?étaient déjà effondrées dans ce secteur, n?en lais- sant qu?une seule intacte, la carrière Royer (figure 1). L?origine de ce mouvement de terrain massif est supposée être liée à la ruine d?une zone de petits piliers dont la rupture en chaîne a été causée par l?inondation. En effet, les résultats des essais de compression uniaxiale en laboratoire ont montré clairement que cette craie perdait presque toute résistance après saturation (perte de résistance de la roche saturée Rc/Rcsat = 2,5 [1]). La carrière Beaulieu présente plusieurs similitudes avec la carrière Royer qui lui est proche et reste toujours acces- sible. Cette dernière constitue donc un analogue pour étudier les méca- nismes possibles de ruine et la pos- sibilité d?un effondrement brutal et massif de ce type d?ouvrages aban- donnés en bord fluvial sous le forçage naturel d?une crue. ÉTUDE DE LA CARRIÈRE ROYER Des inspections visuelles et des rele- vés de dommages ont été effectués depuis 2015 pour caractériser l?état des galeries et piliers de cette carrière souterraine. L?inspection approfon- die in situ et par analyse d?images numériques de scanner 3D a permis de mettre en évidence la présence de failles normales avec un pendage parallèle au versant et situées à envi- ron 40 mètres à l?intérieur du coteau attestant des fortes contraintes tec- toniques auxquelles le massif de craie a été soumis. Jusqu?en 2015, aucun désordre signi- ficatif n?a été constaté. En 2016, un écaillage important le long de la faille F3 a été observé (figure 2), en rela- tion temporelle avec une nouvelle crue centennale du Loing. Modélisation géomécanique Les objectifs de la modélisation numérique sont : ? d?étudier de manière quantitative les scénarios de rupture basés sur les mécanismes supposés de l?effondrement de la carrière Beaulieu ; ? de définir une stratégie d?observation instrumentale continue. La montée de la nappe d?eaux souterraines et la lubrification des failles découpant le coteau sont les deux principaux mécanismes envisagés à partir desquels trois scénarios différents ont été élaborés. Les deux premiers scénarios visent à déterminer quel mécanisme est prédominant dans l?origine de l?effondrement. L?objectif du troisième scénario est d?estimer l?impact d?une forte pluviométrie. La distance normalisée par rapport au critère de rupture de Mohr-Coulomb (F) permet d?estimer la stabilité des piliers de craie : (c : cohésion, f : angle de frottement, s1 et s3 : contraintes principales res- pectivement majeure et mineure) La complexité géométrique de la car- rière Royer influence fortement le calcul de réserve de stabilité F. Pour ces raisons, la géométrie des vides a Auteur : Vincent RENAUD été acquise via un scanner laser 3D avec une haute résolution (figure 3). Si le premier scénario a permis de montrer que la lubrification de la faille (sans remontée de nappe) affecte peu la moyenne des facteurs F, avec une diminution de 1,2 %, le second scé- nario, correspondant à la remontée de nappe dans la craie, révèle une influence plus importante : F diminue alors de 29 %. Cela est dû au fait que ce mécanisme s?applique à toutes les zones situées sous la nappe, alors que la faille a une distance d?influence limi- tée. Enfin, l?écart de 2 % entre le scéna- rio 3 et le scénario 1 a montré qu?une forte pluviométrie a un faible impact sur la stabilité de la carrière tant que la base des piliers n?est pas saturée. Le facteur prédominant pour la sta- bilité est donc la remontée de nappe dans la craie, la présence de la faille jouant un rôle aggravant localement. Projet d?instrumentation La modélisation d?un scénario de crue dans la carrière Royer a permis d?iden- tifier deux zones potentiellement ins- tables, choisies pour y installer une instrumentation géotechnique (zone de petits piliers : zone A, plan de faille F3 : zone B) et une zone de contrôle (zone C, figure 3). Le rôle important de l?eau est aussi surveillé. L?objectif est de comprendre l?évolution de la teneur en eau de la craie, le taux d?hu- midité de l?air et le niveau de la nappe dans la carrière. La figure 3 résume les dispositifs de surveillance instal- lés en 2019. Figure 1 Emplacement des carrières effondrées de Château-Landon et position (en noir) de la carrière étudiée (Royer). Les dates sont celles de l?effondrement des différentes carrières. 35 ABSTRACT In January 1910, the 100-year flood of the Loing River caused the tragic collapse of an underground chalk mine at Château- Landon (France), which resulted in the death of 7 people. In this valley, three other underground chalk mines had already collapsed. The hydrogeological analysis of the site and the geomechanical studies carried out on the chalk enabled to elaborate a 3-stage collapse scenario: [1] exceptional rainfall generating intense flooding of the Loing, which plays the role of a hydraulic dam and causes [2] a rise of the chalk aquifer, which invades the underground structure [3] the lower parts of the mine and weakens the pillars until they collapse. To investigate this prob-able scenario, the Royer mine, the last underground mine still present in this sector, was thoroughly characterized. This study included a complete 3D scan of the mine, the 3D numerical modelling of its geomechanical behavior and the installation of a multiparameter monitoring system in order to study the site on a long term basis. Référence [1] Lafrance, N. 2016. Étude des effets de l?eau sur les phénomènes de rupture et de déformation affectant les carrières souterraines de craie. Thèse de doctorat, Université de Lorraine. Figure 2 Maillage du modèle numérique centré sur la carrière Royer. CONCLUSION Une rétroanalyse par modélisa- tion numérique a été conduite pour comprendre les mécanismes qui ont contribué à l?effondrement de la car- rière Beaulieu en 1910. Le modèle prend en compte la géométrie com- plexe de la carrière Royer acquise par scanner 3D. Il a permis d?identifier les zones de variations maximales de déplacements, de déformations et de contraintes. Ces informations ont été utilisées pour concevoir un « monito- ring » adéquat des grandeurs méca- niques et hydrauliques à observer. L?objectif est de mettre en évidence les relations de causes à effets sus- ceptibles de déclencher des mou- vements d?ampleur à partir de ces mesures multiparamètres et d?affiner en même temps les modèles géomé- caniques. Cette approche intégratrice (rétro-analyse de l?effondrement de 1910, numérisation et modélisation 3D des cavités, instrumentation de suivi in situ et contrôle des modèles) pour la compréhension et la préven- tion des risques de mouvements de terrains en grand concernent in fine bien d?autres sites avec des carrières de craie situées en zone inondable. Figure 3 Diagramme de l?instrumentation hydrogéologique et géotechnique de la carrière Royer.v 36 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 COMPRENDRE ET MAÎTRISER LES RISQUES À L?ÉCHELLE D?UN SITE INDUSTRIEL ET D?UN TERRITOIRE Impact géomécanique de la dissolution?: approche innovante par modélisation couplée multiphysique L e gypse est une ressource miné- rale importante en France et en particulier en Île-de-France où les masses de gypse renferment son sous- sol, exploité en carrières souterraines ou à ciel ouvert. Matière première du plâtre, le gypse est une roche évapori- tique soluble. Ainsi, dans un contexte naturel ou dans celui d?exploitations anthropiques, cette spécificité occa- sionne, au contact de l?eau, la dissolu- tion de la roche et peut créer en fonction des configurations, des vides souter- rains de dimensions plus ou moins importantes. Les premières recherches et développements menés par l?Ineris dans ce domaine avaient pour objectif d?améliorer la connaissance des méca- nismes de dissolution et de développer des outils de modélisation permet- tant de quantifier l?évolution spatio- temporelle de systèmes de dissolution. Ces travaux ont été enrichis en prenant en compte la composante géoméca- nique. En d?autres termes, le processus de dissolution est intégré dans les pro- blèmes géomécaniques en couplant les deux aspects. Cette approche couplée permet d?aborder les enjeux qui sous- tendent ces recherches notamment une meilleure prédiction des mouvements de terrain (et leurs impacts), ainsi que les conditions et l?instant de l?appari- tion de fontis ou d?éventuelles ruptures de piliers d?exploitations souterraines. Notons que dans le cadre de l?analyse des risques liés à la présence de cavi- tés souterraines, il est nécessaire de connaître ou, a minima, d?estimer la présence de cavités, leur localisation et leurs formes géométriques. COUPLAGE DISSOLUTION ? GÉOMÉCANIQUE Le modèle de dissolution est basé sur la transposition à l'échelle macro (ou échelle d?écoulement de Darcy), les équations régissant les phénomènes physiques au niveau des pores. Le changement d'échelle est basé sur une Auteur : Farid LAOUAFA théorie de moyenne en volume qui per- met de relier explicitement la forme des équations à l'échelle macro aux pro- priétés effectives à l'échelle des pores. L'application à plusieurs problèmes typiquement rencontrés en ingénie- rie montre l'importance de la solubilité de la roche sur la formation des cavi- tés, mettant en jeu un fort couplage avec la convection naturelle pour les grandes solubilités, et l'importance du couplage entre le processus de trans- port de la matière et le comportement géomécanique. Conceptuellement, l'ef- fet de ce couplage peut être divisé en deux parties. Dans la première partie, la dissolution conduit à la création de la cavité en dissolvant par exemple une partie d?un pilier. Cette évolution mor- phologique se traduit par une déforma- tion du milieu et une redistribution des contraintes qui peuvent localement atteindre le critère de rupture de la roche et induire des effondrements locaux ou à l?échelle de l?ouvrage. Ce couplage renseigne également sur le suivi temporel continu en chaque ins- tant et en chaque point de grandeurs physiques telles que les déplacements, les contraintes, les déformations, les concentrations de l?espèce chimique, etc. Plus précisément, les problèmes de couplage non linéaire multiphy- siques dépendant du temps sont résolus dans le cadre de la théorie des milieux poreux. Dans ces travaux, les conséquences de la dissolution sur le Figure 1 (haut) Modèle géométrique, localisation des lentilles de gypses et maillage. (bas) Représentation spatiale 3D du déplacement vertical en surface du sol en cm et état des lentilles de gypses (cercle rouge) à différents temps t= 10, 30, 50, 60 ans (y=year). Figure 2 Localisation de six points P1-P6 en surface du sol (gauche) et évolution temporelle du déplacement vertical de la surface du sol pendant la dissolution (droite). Figure 3 Évolution de la dissolution de la couche de gypse (en rouge) et de la déformation plastique effective induite dans les terrains de recouvrement. 37 ABSTRACT Many soluble rocks dissolve in contact with non-saturated fluid such as water. This transformation of solid rock into a flowing fluid leads most of the time to the development of cavities. If dissolution phenomenon can be of natural or human origin, it is most of the time non-observable. The dissolution of underground rocks has unavoidable effects on the mechanical behavior of the surrounding medium. The consequences may be for example, a soft deformation of the ground surface, subsidence, brutal rupture of the overburden, sinkholes, failure of pillars in old underground quarries. The innovative approach we propose is to couple the phenomenon of dissolution with the geomechanical issues. Therefore, the coupled approach has an undeniable predictive capability due the time dependent problem. In well-informed hydrogeological and geomechanical configurations one can quantitatively describe the space-time impact of dissolution. Dissolution is described using a Diffuse Interface Model (DIM). Here we describe briefly the mathematical and physical framework for the dissolution model. Rock material considered is gypsum, although the developed method is usable for other soluble rocks (limestone, halite). Three case studies are presented such as the subsidence induced by the dissolution of one or more subsurface gypsum lenses, the stability of an elastoplastic overburden and the failure of a gypsum pillar in an abandoned flooded underground quarry. Références [1] Laouafa, F. ; Guo, J. et Quintard, M. (2019) : Modeling of salt and gypsum dissolution : applications, evaluation of geomechanical hazards. European Journal of Environmental and Civil Engineering. DOI : 10.1080/19648189.2019.1579758. [2] Guo J. ; Laouafa, F. ; Quintard (2016). A theoretical and numerical framework for modeling gypsum cavity dissolution. Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech. Vol. 40, 1662-1689. [3] Laouafa, F. ; Guo, J. et Quintard, M. (2020) Underground rock dissolution and geomechanical issues". Rock Mechanics and Rock Engineering (soumis, 2020). comportement mécanique du milieu sont abordées par une analyse simpli- fiée. Pour ce dernier, nous considérons uniquement l'effet du changement de domaine induit par la dissolution. Le processus de dissolution va géné- rer des cavités croissantes (cas des lentilles) ou des sections transver- sales décroissantes des piliers. Le milieu rocheux est supposé saturé et drainé. Les problèmes sont supposés être isothermes, même s?il n'y a pas de difficulté particulière à introduire la température ni dans le formalisme de la dissolution ni dans les problèmes mécaniques. EXEMPLES?: AFFAISSEMENT, FONTIS, RUPTURE DE PILIERS, INDUITS PAR LA DISSOLUTION Dans les exemples présentés (calcul en 2D et 3D), nous considérons plusieurs problèmes couplés. La dissolution 3D de plusieurs lentilles de gypse conte- nues dans un milieu poreux. La problé- matique est décrite dans la figure 1 qui montre également l?évolution de l?af- faissement de la surface du sol pendant que la dissolution s?opère. On montre sur la figure 2, l?évolution temporelle de l?affaissement en six points situés en surface du sol au droit des lentilles. La figure 3 montre l?évolution de la zone plastique dans les terrains de recouvrement ayant un comportement élastoplastique avec la progression de la dissolution. Le modèle donne accès aux affaissements en fonction du temps mais également à la mise en pente de la surface du sol (figure 4). Dans le cadre de l?évaluation des risques liés à l?en- noyage d?une ancienne carrière souter- raine de gypse, la dissolution d?un pilier entretenue par l?écoulement d?une eau pure a été modélisée (figure 5). Celle-ci permet de déterminer l?échelle de temps à laquelle la déformation plastique du pilier conduit à la rupture de celui-ci (figure 6). Ces exemples simples montrent la nature prédictive de l'ap- proche proposée. CONCLUSION La problématique de dissolution des évaporites a été étudiée pour le gypse. Une approche de modélisation a été développée en utilisant un couplage faible (impact de la dissolution sur le comportement mécanique du milieu rocheux) entre la dissolution et le com- portement géomécanique. L'approche séquentielle faiblement couplée pour modéliser la dissolution et le compor- tement géomécanique a permis d'ob- tenir des résultats intéressants en termes d'analyse de risque. Une meil- leure précision, ou de nouvelles appli- cations, nécessiteraient l'introduction d'un couplage plus fort entre le compor- tement géomécanique et la dissolution. Un autre point qui semble intéressant à étudier est la dissolution dans des milieux présentant plusieurs échelles de porosité. Cela pourrait concerner par exemple, la dissolution des milieux frac- turés ainsi que les milieux à porosités doubles ou multiples porosités. Figure 4 Déplacement vertical de la surface du sol, comparaison?: entre le cas de dissolution et le comportement instantané (gauche). Évolution en % de la pente de la déformée de la surface du sol lors de la dissolution (droite). Figure 5 Modèle de pilier de gypse et conditions. Figure 6 Zone plastique au sein du pilier, ligne d?écoulement, isolvaleur de la concentration et exemple de champ vectoriel de vitesse du fluide à la base du pilier. 38 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 COMPRENDRE ET MAÎTRISER LES RISQUES À L?ÉCHELLE D?UN SITE INDUSTRIEL ET D?UN TERRITOIRE Compréhension du comportement complexe des massifs rocheux profonds en réponse à l?exploitation industrielle L es activités anthropiques impli- quant le sous-sol profond se développent constamment et sont confrontées à des condi- tions géomécaniques incertaines qui rendent difficile la prévention des risques géotechniques et géo- logiques, tels que le maintien de la stabilité des ouvrages ou la réacti- vation de faille. En particulier, l?ex- ploitation minière profonde génère des gradients de contraintes très éle- vés et de manière quasi instantanée lors du creusement des vides souter- rains (forages, galeries, tunnels, etc.) et, concomitamment, une sismicité induite. Cette dernière représente un problème majeur, d?origine encore mal comprise, qui peut se dévelop- per à des échelles et des magnitudes très différentes, depuis le micro- séisme déstabilisant brutalement un pilier, jusqu?au séisme perçu en surface et pouvant induire des dom- mages matériels. Dans ce contexte, la compréhension des mécanismes de rupture sis- mique est un objectif important pour mieux évaluer les risques associés. L?exploitation minière profonde offre un champ d?investigation unique à la recherche scientifique en termes d?accès observationnel à ces phéno- mènes. Elle permet de les étudier au plus proche et d?améliorer la stratégie de prévention des risques pour mieux garantir la sécurité des mineurs et la stabilité des infrastructures minières. Pour bien comprendre la réponse du massif rocheux à l?exploitation minière, il est nécessaire d?adopter une approche intégratrice, capable d?appréhender les phénomènes en jeu, en relation avec les caracté- ristiques géologiques locales ainsi qu?avec le processus technologique d?exploitation. Pour ce faire, l?Ineris développe des travaux de recherche fondés sur une approche combinant monitoring multiparamètres et modé- lisation géomécanique 3D complexe. Cette approche méthodologique a été testée dans la mine de Garpenberg en Suède (société minière Boliden) où un quartier en exploitation, situé à plus de 1 200 mètres de profondeur, a été instrumenté via une série de cap- teurs géophysiques et géotechniques reliés en réseau, pour suivre la sismi- cité induite ainsi que la variation du champ de contrainte local. En com- plément, un modèle numérique du type élastoplastique 3D (figure 1) Auteur : Francesca DE SANTIS a été élaboré pour évaluer les inte- ractions entre les modifications des contraintes induites et la génération d'activité sismique à grande échelle. Les données issues de la surveil- lance in situ, ainsi que les données d?observation géologique et de pro- duction minière fournies par le par- tenaire industriel, sont centralisées quasi automatiquement et mises à jour sur la plateforme de web moni- toring e.cenaris de l?Ineris. Le réseau de surveillance a permis de détecter et localiser plus de 700 évé- nements microsismiques sur une période de deux ans. Leur analyse a mis en évidence un comportement complexe du massif rocheux, carac- térisé par différents types de réponses mécaniques. En particulier, il a été démontré que la sismicité induite est d?une part strictement liée au pha- sage d?excavation et, d?autre part, qu?elle est aussi influencée par la géologie locale. La réponse sismique peut ainsi avoir un caractère local et de courte durée et se manifester à distance des zones excavées et per- durer dans le temps. C?est ce que tra- duisent les deux clusters de sismicité observés (figure 2) : l'un situé dans Figure 1 Géométrie du modèle élastoplastique. 39 ABSTRACT Mining induced seismicity generally appears in form of spatio-temporal clusters in the vicinity of the newly excavated volumes. It results from fracturing of the rock-mass and/or shearing on pre-existing fractures. In this work we investigated these processes in one of the orebodies of Garpenberg polymetallic mine (Sweden), using a multidisciplinary approach. It integrates visual observation of the deep underground environment, predictive and comparative 3D geomechanical digital modeling, high- resolution microseismic and geotechnical monitoring, as well as production data follow-up. Results show a complex rock mass response, with two main seismic behaviors: one local, short-term response directly induced by production, the other long-lasting over time and remote from excavations being mainly controlled by geological heterogeneities. Results also show a long-term post-blast aseismic rock behavior, which constitutes a third mechanism driving seismicity. All these findings open new perspectives for rethinking and improving standard procedures in rock-burst hazard assessment, geomechanical modelling and seismic monitoring in deep hard-rock mines. la zone de production (cluster cen- tral) et l'autre (cluster droit) situé à environ 80 m de distance des exca- vations, dans une zone caractérisée par la présence de lentilles de talc- schiste. L?essaim central est inter- prété comme la réponse directe et locale de la roche aux changements de contraintes quasi-statiques dus à l?excavation. En revanche, l?essaim latéral à la zone en exploitation, lui aussi associé temporellement aux tirs de production, semble être d?abord influencé par les hétérogénéités géo- logiques locales, avant le mécanisme de transfert de contraintes plus faible à grande distance. Les données géotechniques ont mon- tré que l'intensité du champ de défor- mations semble être plus corrélée à la séquence minière et à la proximité de zones de talc-schiste qu'au volume de roche excavée. Elles montrent éga- lement l?existence de mécanismes de fluage en réponse à l?exploitation. Ces mécanismes de fluage asis- miques peuvent à leur tour déclen- cher de manière différée la sismicité et pourraient expliquer l?occurrence de la séquence sismique non directement liée aux tirs de production. La modélisation géomécanique 3D a confirmé l?influence de la méthode d?exploitation sur la dynamique de redistribution des contraintes et a montré qu?une forte déformation plastique est induite dans les zones de talc-schiste. La comparaison entre les résultats du modèle et les observa- tions in situ a par ailleurs mis en évi- dence une bonne corrélation lorsque l?on considère la sismicité à proxi- mité des zones de production. En revanche, le modèle ne peut entière- ment expliquer la sismicité déclenchée à distance des nouvelles excavations, puisqu?il ne prend en compte que les effets quasi-statiques dus à l?avan- cement de l?exploitation. Des travaux de recherche complé- mentaires sont engagés pour caler des lois de fluage dans le modèle géo- mécanique et ainsi permettre d?iden- tifier les zones à forte concentration de contraintes pour anticiper les situa- tions mécaniquement instables géné- rées par l?extraction minière et qui peuvent apparaître de manière différée. L?approche croisée par la géo mécanique et la géophysique constitue une voie de progrès importante dans l?évaluation de l?aléa et du risque sismique. Référence De Santis, Francesca; Rock mass mechanical behavior in deep mines: in situ monitoring and numerical modelling for improving seismic hazard assessment ; thèse de doctorat. Université de Lorraine, 05/02/2019 Figure 2 Distributions spatio-temporelles de la sismicité induite. En bleu le cluster central (CC) et en violet le cluster de droite (RC). CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ 40 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 41 42 Observation en continu et sur le long terme de la composition chimique des particules fines sur la plateforme expérimentale SIRTA 44 Application de modèles récepteurs pour l?identification et la quantification des principales sources de particules atmosphériques 46 Modélisation in silico des chemins de l?effet néfaste (AOP) en toxicologie 48 Développement d?une approche de modélisation pour élucider les mécanismes du bisphénol A sur les populations d?épinoches en mésocosmes 50 Recherche des effets des radiofréquences de la téléphonie mobile sur la physiologie humaine : étude de l?activité cérébrale et la variabilité du rythme cardiaque 52 La modélisation toxicocinétique basée sur la physiologie (PBPK) pour l?exposome 54 Modélisation toxicocinétique chez les poissons pour l?évaluation du risque environnemental 56 Dispositifs de mesure en continu pour la surveillance des eaux de surface?: évaluer les performances métrologiques en conditions maîtrisées et sur le terrain 58 Évaluer l?inflammabilité de mélanges liquides par approches prédictives en complément des mesures expérimentales 60 Test d?éclatement d?un microréacteur en carbure de silicium Caractériser les dangers des substances et leurs impacts sur l?Homme et la biodiversité 42 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Observation en continu et sur le long terme de la composition chimique des particules fines sur la plateforme expérimentale SIRTA L es particules fines jouent un rôle majeur sur la qualité de l?air et sur le climat. Il est pri- mordial de pouvoir quantifier leurs sources, ainsi que celles de leurs précurseurs gazeux, pour la mise en oeuvre de plans d?action appropriés. Les études de tendance sur la compo- sition chimique de l?atmosphère sont également nécessaires afin d?évaluer l?efficacité des mesures de gestion et d?améliorer les connaissances de l?impact des particules sur le réchauf- fement climatique, actuel et à venir. Dans ce contexte, l?Ineris s?est associé dès 2011 au Laboratoire des sciences du climat et de l?environnement (LSCE) pour la création d?une plateforme de mesure in situ des polluants atmos- phériques. Cette plateforme expéri- mentale est localisée sur le plateau de Saclay (Essonne), à 25 km au sud- ouest de Paris, et est représentative de la pollution de fond en région Ile- de-France. Elle constitue aujourd?hui une composante importante du SIRTA (Site instrumenté de recherche par télédétection atmosphérique, sirta.ipsl.fr) et, à plus large échelle, de l?infrastructure de recherche Européenne ACTRIS (Aerosol, Clouds and Trace gases Research InfraStructure, www.actris.eu). Elle est également intégrée au pro- gramme CARA du Laboratoire cen- tral de surveillance de la qualité de l?air (LCSQA) pour la surveillance opérationnelle de la composition chimique et des sources des particules atmosphériques à l?échelle nationale (www.lcsqa.org/fr/le-dispositif-cara) ainsi qu?à différents programmes de recherche régionaux (tel que le DIM QI², nouveau domaine d?intérêt majeur de la région Ile-de-France). Parmi les particules atmosphériques, le comportement des aérosols car- bonés, formés de matière organique (AO, pour aérosols organiques) et de carbone suie (BC, pour Black Carbon), reste encore mal connu. Une thèse de doctorat (2016-2019) a été pré- parée par Yunjiang Zhang à l?Ineris afin d?exploiter les mesures automa- tiques et in situ des aérosols carbo- nés réalisées au SIRTA entre fin Auteurs : Olivier FAVEZ, Alexandre ALBINET 2011 et début 2018. Les principales sources d?AO ont pu être discrimi- nées à l?aide de l?outil Positive Matrix Factorization (type de « modèle récepteur ») appliqué aux données de spéciation chimique mesurées par un Aerosol Chemical Speciation Monitor (ACSM). Les propriétés d?ab- sorption de la lumière de BC et du brown carbon (BrC, fraction de l?AO absorbant le rayonnement ultravio- let) ont été mesurées à l?aide d?un aethalomètre multilongueurs d?onde, dont le principe de fonctionnement est basé sur le suivi en continuation de l'atténuation de la lumière par les particules fines s'accumulant sur une bande filtrante. Les résultats obte- nus indiquent notamment des cycles saisonniers, hebdomadaires et jour- naliers spécifiques aux différentes fractions des aérosols primaires et secondaires [1]. En particulier l?AO primaire (AOP), provenant essen- tiellement de la combustion de bio- masse et du transport routier, est prépondérant sur la période froide (de novembre à février), alors que le reste de l?année est dominé par Figure 1 Variations saisonnières moyennes des principales familles d?AO identifiées par PMF?: HOA principalement issu de la combustion d?hydrocarbures, BBOA issu de la combustion de biomasse, OOA?: aérosols organiques secondaires plus ou moins oxydés (respectivement MO-OOA et LO-OOA). 43 Figure 2 Augmentation des propriétés d?absorption du carbone suie (Eabs-880) avec le contenu en aérosols organiques secondaires (SOA), matérialisé par le diamètre des points - et leur degré d?oxydation (cf. axe des ordonnées) au SIRTA. Pour comparaison, les deux carrés représentent le degré d?oxydation de particules issues directement du trafic automobile et de combustion de biomasse, en tant que principales sources de BC en région Ile-de-France. des aérosols organiques oxygénés (figure 1). Parmi ces derniers, une fraction moins oxydée, provenant probablement de façon majeure de précurseurs biogéniques, est pré- pondérante en été (60 % de l?AO en moyenne estivale). Par ailleurs, les études de tendance ont montré une légère diminution des concentra- tions (de l?ordre de 0,05-0,20 µg/m3 par an) de toutes les fractions d?AO identifiées au cours de la période étu- diée, hormis pour cette fraction d?AO moins oxydée qui ne présente pas de tendance significative. Concernant les propriétés optiques, une contribution moyenne globale- ment équivalente à celle de BC a été observée pour le BrC dans le proche ultraviolet en hiver. En outre, il a été mis en évidence une augmentation significative des propriétés d?absorp- tion du BC liée à des interactions avec les aérosols secondaires en mélange interne, en particulier en été où les conditions photochimiques sont les plus favorables à une oxydation du BC. La fraction organique la plus oxy- dée a pu être identifiée comme prin- cipale responsable de ce phénomène (figure 2), faisant des aérosols orga- niques secondaires l?une des fractions des particules les plus importants à considérer par les modèles clima- tiques [2]. Ces observations sur le long terme ont également permis d?alimenter une étude publiée en 2019 sur l?in- fluence des émissions du volcan Bardarbunga (Islande) sur la qualité de l?air en Europe de l?ouest en 2014 et 2015 [3], ainsi qu?une autre étude portant sur l?origine des composés organiques volatils (COVs) en région Ile-de-France [4]. En lien avec cette dernière thématique, une nouvelle thèse de doctorat a débuté fin 2019 en partenariat avec le LSCE afin d?ex- plorer l?apport de l?observation de ces COVs pour une meilleure compréhen- sion des sources de l?AO. ABSTRACT This work aimed at investigating on-line and in situ carbonaceous aerosol measurements performed for more than 6 years at the SIRTA facility, representative of background air quality in the Ile de France region. Results illustrated well-marked seasonal, weekly, and diel cycles of the various primary and secondary carbonaceous aerosol fractions. Primary OA (POA), mainly from wood burning and traffic emissions, were confirmed to dominate submicron OA concentrations at wintertime, while Oxygenated OA (OOA) were shown as the major contributors during the rest of the year. Trend analyses indicated slight decreasing features (in the range of 0.05-0.20 µg m-3 yr-1) for every OA fraction, except for Less Oxidized OOA (LO-OOA). Regarding radiative impacts, a mean value of 1.6 was notably obtained for BC absorption enhancement (Eabs) in summer due to secondary aerosol lensing effect, supporting possible higher BC-related climatic impact than currently expected. Last but not least, More Oxidized OOA (MO-OOA) were shown as the main agent for this Eabs and then appeared as one of the most critical aerosol fractions to be considered within near-future climate models. Références [1] Zhang, Y., O. Favez, J.-E. Petit, F. Canonaco, F. Truong, N. Bonnaire, V. Crenn, T. Amodeo, A.S.H. Prévôt, J. Sciare, V. Gros and A. Albinet (2019): Six-year source apportionment of submicron organic aerosols from near-continuous highly time-resolved measurements at SIRTA (Paris area, France). Atmospheric Chemistry and Physics, 19, 14755-14776, doi: 10.5194/acp-19-14755-2019 [2] Zhang, Y., O. Favez, F. Canonaco, D. Liu, G. Mocnik, T. Amodeo, J. Sciare, A.S.H. Prévôt, V. Gros and A. Albinet (2018): Evidence of major secondary organic aerosol contribution to lensing effect black carbon absorption enhancement. Nature Partner Journal - Climate and Atmospheric Science, 1(47), doi: 10.1038/s41612-018-0056-2 [3] Boichu, M., O. Favez, V. Riffault, J.-E. Petit, Y. Zhang, C. Brogniez, J. Sciare, I. Chiapello, C. Lieven, S. Zhang, N. Pujol-Söhne, E. Tison, H. Delbarre, P. Goloub (2019): Large-scale particulate air pollution and chemical fingerprint of volcanic sulfate aerosols from the 2014- 15 Holuhraun flood lava eruption of Bardabunga volcano (Iceland). Atmospheric Chemistry and Physics, 19, 14253-14287, doi: 10.5194/acp-19-14253-2019. [4] Languille B., V. Gros, J.-E. Petit, C. Honoré, A. Baudic, O. Perrussel, G. Foret, V. Michoud, F. Truong, N. Bonnaire, R. Sarda- Estève, M. Delmotte, A. Feron, F. Maisonneuve, C. Gaimoz, P. Formenti, S. Kotthaus, M. Haeffelin and O. Favez (2020): Wood burning: a major source of Volatile Organic Compounds during wintertime in the Paris region. Science of the Total Environment, 711, 135055, doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.135055 44 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Application de modèles récepteurs pour l?identification et la quantification des principales sources de particules atmosphériques L? élaboration et l?évaluation des plans d?action visant à améliorer la qualité de l?air nécessitent l?identification et la quantification des principales sources d?émissions. Deux grands types de méthodologies sont alors principalement utilisées : ? celles se basant sur l?utilisation de modèles numériques permettant de simuler le devenir des polluants dans l?atmosphère à partir de cadastres d?émission, de la paramétrisation des conditions météorologiques et des processus physico-chimiques de (trans-)formation des PM (particulate matter) ; ? celles se basant sur la mesure des propriétés physico-chimiques des particules sur un site récepteur (« modèles récepteurs »). Ces derniers rendent compte des situations réelles et sont aujourd?hui couramment utilisés au sein de la communauté scientifique et par les acteurs de la surveillance de la qualité de l?air. Un guide méthodologique pour la mise en oeuvre des modèles récep- teurs a été édité dans le cadre des travaux du forum européen pour la modélisation de la qualité de l?air (FAIRMODE)1. L?Ineris s?est forte- ment impliqué dans ces travaux, en collaboration avec le Joint Research Center (figure 1). Les méthodologies appliquées incluent généralement la détermi- nation d?une grande diversité de traceurs spécifiques, suivie de l?uti- lisation d?outils statistiques basés soit sur une bonne connaissance a priori des principales sources et de leur profil d?émission, soit sur une détermination a posteriori de ces sources à l?aide de profils d?émis- sion déterminés par ailleurs. Quelle que soit l?approche utilisée, l?obten- tion de résultats pertinents nécessite une bonne connaissance de l?environ- nement immédiat du site d?étude et ainsi que l?élaboration d?une straté- gie expérimentale adaptée. Les informations fournies par les modèles récepteurs sont directement exploitables (et communicables) pour les sources primaires de particules (e.g., combustion de biomasse, émis- sions directes à l?échappement auto- mobile, sels de mer?). En revanche, pour les aérosols secondaires, les contributions obtenues ne peuvent permettre de statuer directement sur l?impact réel d?une modification des concentrations de leurs précurseurs gazeux (dont les sources restent, en outre, fréquemment à déterminer) sur leurs niveaux de concentrations par- ticulaires. En effet, comme les proces- sus de transformations secondaires ne sont généralement pas linéaires, les polluants émis par les différentes sources (anthropiques ou naturelles) réagissent entre eux, selon des pro- cessus que les modèles récepteurs ne peuvent ni discriminer ni quan- tifier. Pour exemple, les modèles récepteurs permettent d?estimer la contribution des émissions directes de particules par le transport routier, mais n?apportent pas d?information Auteur : Olivier FAVEZ 1 - https:// ec.europa.eu/jrc/ en/publication/ european-guide-air- pollution-source- apportionment- receptor-models Figure 1 Page de couverture de la version révisée du guide européen pour l?application de modèles récepteurs paru en 2019. Figure 2 Localisation des sites étudiés dans le cadre du projet SOURCES. 45 ABSTRACT The source apportionment of air pollutants currently constitutes an overarching challenge for policy makers. This can be accomplished using receptor models, which allows to attribute the mass of an atmospheric pollutant at a given site (called the receptor) to its emission sources by using multivariate analysis. These tools have the advantage of providing information derived from real-world measurements, including estimations of output uncertainty. However, there are limitations in their application to very reactive species. In this context, Ineris collaborated closely with the Joint Research Center (JRC) to edit a revised version of the European guidance document dedicated to the use of such data treatment tools, in collaboration with a group of international experts. This document notably includes tutorials, technical recommendations and check lists for different types of receptor models. In parallel, the SOURCES project supported by Ademe allowed to investigate 15 datasets corresponding to various sampling sites distributed all over France. An innovative aspect of this study is that receptor model analyses have been achieved in a harmonized way, allowing for accurate output comparisons. Figure 3 Contributions annuelles moyennes des principaux facteurs constitutifs des PM10 en fond urbain à l?échelle nationale. Référence [1] Weber, S., D. Salameh, A. Albinet, L. Alleman, A. Waked, J.-L. Besombes, V. Jacob, G. Guillaud, B. Mesbah, B. Rocq, A. Hulin, M. Dominik-Sègue, E. Chrétien, J.-L. Jaffrezo and O. Favez (2019): Comparison of PM10 source profiles at 15 French sites using a harmonized constrained positive matrix factorization approach. Atmosphere, 10, 310, doi: 10.3390/atmos10060310 quantitative précise sur l?influence réelle de cette même source dans la formation d?aérosols secondaires (en particulier le nitrate d?ammonium et les aérosols organiques secondaires). L?application de « modèles récep- teurs » implique généralement l?uti- lisation de nombreuses hypothèses conceptuelles et empiriques. Leur mise en oeuvre nécessite de documenter de la manière la plus exhaustive possible les choix réalisés au cours des diffé- rentes étapes de leur mise en oeuvre. En parallèle des travaux méthodolo- giques qu?il a menés sur ces approches, l?Ineris a également conduit une étude intégrative avec l?Institut des géo- sciences de l?environnement (CNRS/ Université Grenoble Alpes) permet- tant une réanalyse homogène d?une quinzaine de jeux de données français (figure 2) collectés entre 2012 et 2016 dans le cadre du programme CARA du LCSQA (Laboratoire central de sur- veillance de la qualité de l?air) et/ou de projets de recherche nationaux/ européens. Ce travail a été cofinancé par l?Ademe (projet SOURCES) et constitue la plus large étude de sources de PM10 au niveau national par application d?un modèle récepteur. Il a fait l?objet d?une publication scientifique en 2019, synthétisant les principaux résultats issus de cette étude [1]. À titre d?illustration, la figure 3 présente les contributions moyennes des principales sources de PM obtenus pour les environnements de fond urbains à l?échelle nationale (moyennes réalisées pour les sites indiqués en jaune sur la figure 2). 46 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Modélisation in silico des chemins de l?effet néfaste (AOP) en toxicologie LES CHEMINS DE L?EFFET NÉFASTE La toxicologie s?oriente vers la caractérisation des voies de toxicité conduisant à des effets néfastes. Mieux connaître les mécanismes biologiques et leurs étapes vers la survenue d?une pathologie permet- trait d?anticiper les perturbations liées à des expositions aux subs- tances chimiques. La définition de ces voies de toxicité est connue sous le nom d?AOP pour « Adverse Outcome Pathways » [1]. Un AOP décrit la cas- cade d?évènements déclenchés par l?interaction d?une substance avec des cibles moléculaires et pouvant mener à un effet néfaste au niveau de l?organisme. En mesurant l?am- plitude des effets intermédiaires en réponse à différentes doses et sce- narios d?exposition et en quantifiant la relation entre leurs évènements, les AOP pourraient fournir davantage d?informations pour l?évaluation des risques. Dans le but de contribuer à l?appli- cation des AOP, L?Ineris participe au projet européen H2020 EU-ToxRisk. D?une part, nous avons caractérisé les événements initiateurs de la stéa- tose hépatique et d?autre part, nous avons comparé plusieurs approches de quantification d?un AOP pour la maladie rénale chronique. MODÉLISATION QSAR D?ÉVÈNEMENTS INITIATEURS DE LA STÉATOSE HÉPATIQUE Le but de ce travail (figure 1), conduit en collaboration avec l?institut Mario Negri (Italie), était de développer des Auteurs : Enrico MOMBELLI, Cléo TEBBY modèles QSAR prédisant les activités biologiques d?une série de facteurs de transcription (FT) identifiés comme des événements moléculaires initiateurs (EMI) d?AOPs aboutissant à une stéatose hépatique [2]. Les données de trans- activation pour ces EMI ont été extraites de la base de données ToxCast [3]. Une des difficultés majeures de modélisation concernait la propor- tion réduite de substances actives. Lorsque les algorithmes QSAR sont confrontés à ce problème, ils biaisent les prédictions en surestimant l?ap- partenance à la classe majoritaire. Ce problème a été résolu grâce à l?algo- rithme des forêts d?arbres décision- nels (FAD). La première solution consistait à calibrer les FAD sur un jeu de données équilibré obtenu en Figure 2 Performance prédictive évaluée sur un jeu de validation externe (non utilisé lors de la calibration des modèles) des modèles QSAR consensus des EMI de la stéatose hépatique. Les étiquettes « up » et « dn » désignent respectivement un effet de régulation positive et négative de la trans-activation des FT. Les lignes horizontales indiquent les seuils critiques de validité de l?indicateur statistique MCC (coefficient de corrélation de Matthews) garantissant une spécificité et une sensibilité égales ou supérieures à 0,75. La performance prédictive de la majorité des modèles dépasse ces seuils. Figure 1 Schématisation de la modélisation QSAR des évènements moléculaires initiateurs de la stéatose hépatique. Les données répertoriées par la base de données ToxCast ont été utilisées pour calibrer des modèles QSAR capables d?identifier les substances pouvant perturber les facteurs de transcription impliqués dans les phénomènes stéatosiques. Ces prédictions QSAR permettent des approches de criblage virtuel visées à hiérarchiser des listes de substances chimiques en fonction de leur potentiel stéatosique. 47 ABSTRACT Toxicology is moving towards the characterization of mechanistic biological pathways leading to adverse outcomes. These toxicity pathways are defined as AOPs for ?Adverse Outcome Pathway?, which describe the cascade of events triggered by the interaction of chemicals with molecular targets that can lead to an adverse outcome at an organism or population level. By determining and modelling the nature of the relationship between each event based on in vitro measurements, AOPs can be quantified using mathematical tools. This unifying toxicological construct can be used in practice in risk assessment. Within the European project EU-ToxRisk, Ineris has contributed to the development of AOPs by characterizing the molecular initiating events of hepatic steatosis by QSAR modeling (Quantitative Structure- Activity Relationship) and by comparing several approaches to calibrate a quantitative AOP for chronic kidney disease. The developed QSAR models proved to be successful in virtual screening approaches aimed at identifying steatotic chemicals. The case study of chronic kidney disease provided insight into various techniques for quantitative AOP calibration, with further applications expected in Bayesian networks. Références [1] Leist, M., A. Ghallab, R. Graepel, R. Marchan, R. Hassan, S. H. Bennekou, A. Limonciel, M. Vinken, S. Schildknecht, T. Waldmann, E. Danen, B. van Ravenzwaay, H. Kamp, I. Gardner, P. Godoy, F. Y. Bois, A. Braeuning, R. Reif, F. Oesch, D. Drasdo, S. Hohme, M. Schwarz, T. Hartung, T. Braunbeck, J. Beltman, H. Vrieling, F. Sanz, A. Forsby, D. Gadaleta, C. Fisher, J. Kelm, D. Fluri, G. Ecker, B. Zdrazil, A. Terron, P. Jennings, B. van der Burg, S. Dooley, A. H. Meijer, E. Willighagen, M. Martens, C. Evelo, E. Mombelli, O. Taboureau, A. Mantovani, B. Hardy, B. Koch, S. Escher, C. van Thriel, C. Cadenas, D. Kroese, B. van de Water & J. G. Hengstler (2017) Adverse outcome pathways : opportunities, limitations and open questions. Arch Toxicol, 91, 3477-3505. [2] Gadaleta, D., S. Manganelli, A. Roncaglioni, C. Toma, E. Benfenati & E. Mombelli (2018) QSAR Modeling of ToxCast Assays Relevant to the Molecular Initiating Events of AOPs Leading to Hepatic Steatosis. J Chem Inf Model, 58, 1501-1517 [3] Judson, R., A. Richard, D. J. Dix, K. Houck, M. Martin, R. Kavlock, V. Dellarco, T. Henry, T. Holderman, P. Sayre, S. Tan, T. Carpenter & E. Smith (2009) The toxicity data landscape for environmental chemicals. Environ Health Perspect, 117, 685-95 [4] Zgheib, E., W. Gao, A. Limonciel, H. Aladjov, H. Yang, C. Tebby, G. Gayraud, P. Jennings, M. Sachana, J. B. Beltman & F. Y. Bois (2019) Application of three approaches for quantitative AOP development to renal toxicity. Computational Toxicology, 11, 1-13 excluant des substances inactives. La deuxième solution consistait à cali- brer chaque arbre décisionnel sur des sous-échantillons équilibrés du jeu de données. La combinaison des deux stratégies au sein d?une approche par consensus a donné les meilleurs résultats en termes de performance prédictive (figure 2). La majorité des modèles QSAR déve- loppés prédit avec un niveau de précision acceptable (sensibilité et spécificité ? 0.75) pour cinq EMI de la stéatose (PXR, AhR, NrF2, PPARg, PPARa). Ces modèles peuvent être utilisés lors d?une approche de criblage virtuel. En effet, la proba- bilité d?une substance d?induire la stéatose in vitro augmente avec le nombre d?EMI prédits comme actifs par les modèles. L?aire sous la courbe qui caractérise cette approche est égale à 0,76 indiquant un pouvoir de discrimination compatible avec un criblage de bases de données. QUANTIFICATION DE L?AOP POUR LA MALADIE RÉNALE CHRONIQUE À l?aide d?outils de modélisation mathématique, l?Ineris a étudié le lien entre les évènements successifs de l?AOP de la maladie rénale chronique (figure 3). L?amplitude de chaque évènement de cet AOP en réponse à différentes doses de bromate de potassium a été quantifiée in vitro à l?aide de cellules rénales par l?univer- sité médicale d?Innsbruck puis l?uni- versité Vrije d?Amsterdam. Pour établir la relation mathé- matique entre les évènements de l?AOP, trois approches ont été com- parées. Premièrement, des relations dose- réponse ont été établies entre chaque évènement et la dose d?expo- sition, permettant de modéliser les liens entre les évènements. La deu- xième approche consistait à cali- brer un réseau bayésien, qui repose sur des relations probabilistes entre chaque évènement. Ainsi les données obtenues pour chaque évènement clé renseignent l?ensemble des relations modélisées, ainsi que l?incertitude associée. La dimension temporelle de l?AOP a été en partie intégrée grâce au suivi temporel du stress oxydant (DCF). La troisième approche consis- tait à utiliser un modèle de biologie systémique modélisant le stress oxy- dant par la voie du facteur de trans- cription Nrf2 et du glutathion, qui intégrait un nombre important de processus intracellulaires à l?aide de 57 équations différentielles [4]. La méthode des réseaux bayésiens est celle qui, pour une qualité de prédiction équivalente, utilise le moins de paramètres. Mis à part le lien entre l?évènement initiateur et la dose, les relations modélisées sont linéaires. Le modèle de biolo- gie systémique permet d?obtenir des prédictions satisfaisantes mais requiert plusieurs étapes de calibra- tion en modulant les hypothèses sur le mécanisme d?action. La méthode des réseaux bayésiens a donc été retenue en raison de : ? sa simplicité par rapport aux outils de biologie systémique ; ? sa capacité à représenter des liens mécanistiques entre les évènements. Figure 3 Schéma de l?AOP de maladie rénale chronique et données modélisées. En vert?: les évènements. En jaune?: des mesures de marqueurs (GSH?: Glutathion?; DCF?: dichlorofluoresceine fluorescente) d?après (Zgheib et al. 2019). Les données représentent la dose-réponse de GSH à 1?heure d?exposition, le niveau de stress oxydant au cours du temps à différentes doses, et des mesures de lactate à plusieurs doses et durées d?exposition. 48 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Développement d?une approche de modélisation pour élucider les mécanismes du bisphénol A sur les populations d?épinoches en mésocosmes L e bisphénol A (BPA) est une substance chimique qui était utilisée dans de nombreux produits d?usage courant puisqu?il s?agissait d?un des constituants des plastiques rigides tels que le poly- carbonate. Reconnu comme pertur- bateur endocrinien, son utilisation est maintenant interdite dans un grand nombre de produits [1]. Afin d?évaluer les effets du BPA sur les organismes aquatiques, une expérience dans les rivières artificielles de l?Ineris a été réalisée en 2012 testant trois concen- trations de BPA (1, 10 et 100 µg/L) [2]. Lors de cette expérience, des impacts au niveau individuel et populationnel sur les épinoches à trois épines ont été observés à la plus forte concentration testée mais les causes expliquant ces effets n?ont pas été précisément élu- cidées à cette époque. Pour permettre d'extrapoler la toxicité observée au niveau moléculaire ou individuel au niveau de la population, nous avons élaboré un modèle de dynamique de population. Ce modèle, couplant un modèle individu-centré (IBM) et un modèle basé sur la théo- rie « Dynamic Energy Budget » (DEB), a été testé rigoureusement à l?aide d?analyses de sensibilité locales et globales afin d?identifier les para- mètres les plus influents sur ses pré- dictions. Ces paramètres ont ensuite été calibrés à l?aide de jeux de données provenant de deux expériences indé- pendantes en mésocosme. Enfin, pour évaluer la pertinence de ce modèle DEB-IBM pour décrire les dyna- miques de population des épinoches en mésocosme, ses capacités prédic- tives ont été évaluées à l'aide de trois jeux de données présentant différents scénarios environnementaux [3]. Pour ces trois expériences, les pré- dictions du modèle sont similaires aux observations faites en fin d?ex- périence. Les bonnes capacités pré- dictives de notre modèle permettent Auteur : Rémy BEAUDOUIN d?envisager son utilisation pour éva- luer les impacts des substances toxiques au niveau de la population en améliorant les analyses des expé- riences en mésocosme. Ainsi nous avons utilisé les données issues de l?expérience sur le BPA pour : ? évaluer le potentiel de ce modèle pour prédire les impacts au niveau de la population à l'aide de données écotoxicologiques issues de la littérature ; ? mieux comprendre les mécanismes de toxicité du BPA dans ces mésocosmes [4]. Pour cela, nous avons testé plusieurs modes d?action possibles du BPA (effets directs) en prenant en compte les effets sur l?environnement dans lequel vivent et se reproduisent les épinoches. Les effets directs du BPA sur les poissons ont été identifiés à partir des données de la littérature (figure 1) tandis que les effets indi- rects sur les épinoches ont été pris en Figure 1 Dose-réponses des effets du BPA sur la croissance (a), la mortalité des oeufs et des larves (b), la production de spiggine (c) et le niveau de développement des gonades (d) (David et al. 2019a). Les points représentent les données de la littérature, les lignes bleues représentent les doses-réponses ajustées sur les points de données. Les lignes noires représentent les courbes dose- réponse recalibrées sur les données de populations obtenues en mésocosme. Pour l?inhibition de la croissance, les lignes pleines représentent les doses-réponses pour les adultes (mâles et femelles) tandis que les lignes en pointillé représentent la dose-réponse pour les juvéniles. Figure 2 Distributions des fréquences des tailles des poissons prédites par le modèle par rapport aux fréquences des tailles des poissons observées (classe de 1 mm) pour chaque traitement au BPA?: 0 µg/L (a), 1 µg/L (b), 10 µg/L (c) ou 100 µg/L (d) (David et al. 2019a). Différents types de points représentent les fréquences des différentes populations observées. Les lignes noires et blanches pleines représentent les distributions médianes des populations simulées et observées. Le niveau de couleur représente la fréquence des populations simulées (1?000 simulations) ayant un pourcentage donné d?individus pour une classe de taille donnée. Les fréquences inférieures à < 1e-04 sont représentées en blanc. 1 - Lowest observed effect concentration 49 ABSTRACT Bisphenol A (BPA), a well-known endocrine- disrupting chemical, is ubiquitously present in the aquatic environment. Its impacts on populations of three-spined sticklebacks have been studied in artificial streams at low BPA doses. These experimental data showed clear impacts on the population, but the causes explaining the observed effects remained unclear. Here, we used an individual-based model coupled with a Dynamic Energy Budget model to (i) to predict BPA impacts on populations from individual level laboratory ecotoxicological endpoints and (ii) provide insight on the mechanisms of BPA toxicity in these mesocosms. To do that, both direct and indirect effects of BPA on sticklebacks were incorporated in the model. Direct BPA effects on fish have been identified based on literature data whereas indirect effects have been taken into account using sampling data from the exposed artificial streams. Results showed that direct BPA effects on fish mainly explained population structure in the mesocosms, but indirect effects were not negligible. Hence, this study showed the potential of modelling in risk assessment to predict the impacts on fish population viability from effects measured on organisms. Références [1] Beausoleil, C., Emond, C., Cravedi, J.P., Antignac, J.P., Applanat, M., Appenzeller, B.M.R. et al. (2018). Regulatory identification of BPA as an endocrine disruptor: Context and methodology. Molecular and cellular endocrinology, 475, 4-9. [2] de Kermoysan, G., Joachim, S., Baudoin, P., Lonjaret, M., Tebby, C., Lesaulnier, F. et al. (2013). Effects of bisphenol A on different trophic levels in a lotic experimental ecosystem. Aquat Toxicol, 144, 186-198. [3] David, V., Joachim, S., Tebby, C., Porcher, J.-M. & Beaudouin, R. (2019b). Modelling population dynamics in mesocosms using an individual-based model coupled to a bioenergetics model. Ecological Modelling, 398, 55-66. [4] David, V., Joachim, S., Porcher, J.M. & Beaudouin, R. (2019a). Modelling BPA effects on three-spined stickleback population dynamics in mesocosms to improve the understanding of population effects. Science of the Total Environment, 692, 854-867. Figure 3 Amélioration des prédictions des modèles prenant en compte les effets indirects du BPA seuls (gris clair), les effets directs du BPA seuls (gris moyen) ou les effets directs et indirects (gris foncé) pour les différentes variables descriptives des populations d?épinoches (David et al. 2019a). Les résultats sont représentés en termes de ratios entre le RMSE de ces différents modèles et le RMSE du modèle sans tenir compte des effets BPA pour chaque sortie. L?avantage moyen sur toutes les sorties est donné en haut à droite. F?: femelle. M?: Mâle. M.m?: mâle sexuellement mature. J?: Juvénile. C00?: poissons introduits dans les mésocosmes et CXX?: poissons nés dans les mésocosmes. L?: taille moyenne des poissons. CV?: variation dans une population des tailles des poissons. F.M.m, F.F et F.J?: fréquence de mâles sexuellement matures, de femelles, de juvéniles dans les populations. N?: nombre de poissons. compte à partir des données d'échan- tillonnage des proies provenant de nos rivières artificielles. Les résultats de modélisation ont montré que l?utilisation du modèle pour extrapoler les données de toxicité mesurées en laboratoire de l?échelle individuelle à l?échelle populationnelle semblait promet- teuse puisque celui-ci prédisait correctement les variables descrip- tives des populations d?épinoches à trois épines en fin d?expérience (figure 2). Néanmoins, comme les études en laboratoire s?intéressant aux effets du BPA sur les épinoches à trois épines sont relativement rares, nous avons dû intégrer des données obtenues chez différentes espèces. La variabilité inter espèce de la sen- sibilité au BPA est donc une source d?incertitude dans notre approche et représente un frein à l?utilisation du DEB-IBM pour extrapoler les effets de substances chimiques moins étudiées en laboratoire. Par ailleurs, nous avons identifié les principaux modes d?action du BPA sur les épinoches en mésocosme et nous avons évalué la contribution des effets directs sur les traits d?histoire de vie des épinoches et indirects sur leurs proies pour chacune des variables descriptives des populations d?épinoches. En effet, les effets directs du BPA sur les poissons (impact sur la formation des gonades, la croissance, le comportement repro- ducteur des mâles, la survie des oeufs et des larves) expliquaient principalement les modifications de la structure de la population d'épinoches à trois épines en fin d?expérience en mésocosme (figure 3). De plus, nous avons éga- lement proposé une démarche pour extrapoler des courbes dose-réponses à l?échelle de la population dans le but d?estimer des valeurs seuils de toxicité. Enfin, la LOEC1 la plus basse pour les variables descriptives des populations d?épinoches à trois épines a été esti- mée par modélisation à 10 µg/L de BPA. Ainsi, lors de cette étude de cas, notre approche basée sur la modélisation s?est montrée performante pour reproduire les dynamiques normales de populations et pour simuler les effets d?une substance toxique per- turbatrice endocrinienne. Ainsi, l?uti- lisation de ce modèle permettra de donner un sens écologique aux obser- vations faites en laboratoire, et donc de fournir des critères d?évaluation et de gestion du risque pertinents. 50 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Recherche des effets des radiofréquences de la téléphonie mobile sur la physiologie humaine : étude de l?activité cérébrale et la variabilité du rythme cardiaque L?utilisation croissante du téléphone portable a consi- dérablement augmenté l'ex- position de la population aux champs électromagnétiques de radiofré- quences (CEM-RF). Les effets bio- logiques de ces champs et leurs conséquences sur la santé humaine ont retenu l'attention des scienti- fiques, plus particulièrement les effets sur le cerveau. Certaines études ont examiné l'effet sur le flux sanguin cérébral [1] ou sur la réponse hémo- dynamique cérébrale via l'IRM fonc- tionnelle [2;3 ; 4] , alors que d'autres ont examiné l'activité électrique du cerveau via l'électro encéphalographie (EEG) (ex : [5]). L'un des effets cohérent observé sur l?EEG jusqu?à présent est la modulation de la puissance spec- trale de la bande alpha. Cependant, certaines études rapportent une augmentation de la puissance spec- trale de la bande alpha tandis que d'autres une diminution alors que quelques-unes n'ont montré aucun effet statistiquement significatif [6]. Il apparait donc que les effets de l'ex- position aux CEM-RF sur l'activité de la bande alpha ne sont toujours pas concluants. Une explication de ces résultats hétérogènes pourrait rési- der dans les écarts entre les études concernant l'utilisation des méthodo- logies et des protocoles expérimen- taux, les fréquences et les intensités appliquées par les systèmes d'expo- sition et les critères d'inclusion des participants ou tout simplement la variabilité de la technique utilisée (pour la revue, voir [6]). Afin de caractériser davantage la modulation de la bande alpha par les CEM-RF, la magnétoencéphalographie (MEG) combinée à l?IRM cérébrale ana- tomique individuelle pourrait être une alternative à la résolution spatiale limi- tée de l'EEG. Pour cette raison, le but de notre étude était d'étudier l'effet de l'ex- position GSM 900 MHz des téléphones portables sur l'activité MEG spontanée de la bande alpha au réveil avec l?es- pace capteur et l'espace source. En effet, comme dans l'EEG, la MEG enre- gistre les phénomènes corticaux avec une résolution temporelle en millise- condes, mais son principal avantage est une précision spatiale plus élevée à la fois dans l'enregistrement de sur- face et la reconstruction de la source. La topographie spatiale des données des capteurs MEG est visuellement et quan- titativement moins tachée et déformée par les changements de conductivité électrique entre le cerveau, le crâne et le cuir chevelu par rapport aux signaux EEG provenant de la même source céré- brale physiologique [7?; 8]. À notre connaissance, c'est la pre- mière fois qu'un protocole MEG est appliqué pour étudier l'impact poten- tiel des CEM-RF sur l'activité cérébrale au repos. Pour limiter les biais liés aux facteurs de confusion, nous avons également évalué la fréquence car- diaque et la variabilité de la fréquence cardiaque (VRC), en tant qu'indices de l'activité du système nerveux auto- nome [9]. METHODOLOGIE Les participants Trente-deux volontaires sains ont par- ticipé à cette étude (15 hommes et 17 femmes, âge moyen ± SD : 24,8 ± 3,5 ans, indice de masse corporelle moyen ± SD : 21,61 ± 1,87). Ils ont été sélectionnés selon des critères d'inclusion stricts. Aucun des par- ticipants n'avait d'antécédents de traumatisme crânien, de maladie neurologique ou psychiatrique ou de maladie chronique, d'invalidité ou de maladie aiguë récente. Les femmes enceintes n'ont pas été incluses dans l'étude (confirmé par le test de gros- sesse urinaire, le test de grossesse NADAL hCG 10 mUI / ml, nal von minden GmbH, Allemagne). Les critères d'inclusion comprenaient également des habitudes de sommeil régulières, pas de médicaments, pas de tabac, pas de consommation de drogues (confirmé par un test multi- drogue d'urine, NarcoCheck Evolutive, France). Les participants devaient s'abstenir de consommer de l'alcool et de la caféine pendant 24 heures avant chaque session et jeûner pendant au moins deux heures et demie avant le début de la session d'enregistrement. On leur a demandé de maintenir un cycle veille-sommeil régulier (de 8 h à 23 h ± 1 h) au moins une semaine avant l'expérience et de ne pas utili- ser leur téléphone portable le jour de l'expérience. Les femmes n'ont par- ticipé que pendant la phase follicu- laire de leur cycle ovarien- menstruel. Tous les participants ont donné leur consentement écrit en connaissance de cause et ont été indemnisés pour leur participation. Auteur : Brahim SELMAOUI Figure 1 Exemple de résultats de la modulation du rythme de l?alpha (haute) en espace capteur. Les analyses de données yeux fermés au niveau de l?espace capteur ont montré des changements de puissance dans la région corticale temporo-occipitale confirmant les résultats obtenus en espace source. Axe abscisse?: électrode par région?; axe ordonnée?: amplitude de la puissance spectrale de l?alpha bande. Figure 2 Exemple de résultats de la modulation du rythme de l?alpha (haute) en espace source. Les analyses de données yeux fermés au niveau de l?espace source ont montré des changements de puissance dans la région corticale temporo- occipitale confirmant les résultats obtenus en espace capteur. 51 Toutes les procédures ont été approu- vées par le Comité d'éthique français CPP Ouest VI (ID n° : RCB 2017- A01702-51) et étaient conformes à la déclaration d'Helsinki. Système d'exposition Afin d'assurer une conception en double aveugle, les systèmes d'ex- position consistaient en deux appa- reils téléphoniques GSM (Nokia 6650) avec exactement la même forme et la même structure, qui ne différaient que par l'émission CEM-RF, comme indiqué précédemment [1?; 5]. Le signal émis était un signal GSM fonctionnant à une fréquence de 900 MHz, modulé à 217 Hz avec une puissance maximale de 2 W, équi- valent à une puissance moyenne de 250 mW avec 1/8 de rapport cycli- que. Les taux d'absorption spécifiques maximaux (DAS) ont été moyennés sur 10 g de tissu et 1 g de tissu ainsi que la valeur maximale qui donnent les valeurs des mesures suivantes : 0,49 W/kg, 0,70 W/kg et 0,93 W/kg, respectivement. Le SAR du téléphone factice était inférieur au niveau de détection du système (0,001 W/kg) à n'importe quelle position du fan- tôme et aucun champ électrique n'a été détecté à la surface du télé- phone factice, comme indiqué dans nos études précédentes [1?; 5]. Protocole expérimental Les participants ont assisté à deux sessions d'enregistrement à une semaine d'intervalle à la même heure de la journée. Nous avons utilisé une conception expérimentale croisée, randomisée, en double aveugle et contrebalancée. Chaque session a été caractérisée par trois phases d?enre- gistrement : les valeurs de base (réfé- rences) avant exposition, la période d'exposition avec CEM-RF réelle ou fictive et la période de post- exposition sans le téléphone. En raison de l'in- terférence du CEM-RF sur les cap- teurs MEG, le MEG a été enregistré uniquement pendant la période de référence (avant exposition) et pen- dant la période post-exposition. L'EEG a été enregistré pendant toute la durée de la session expérimentale. Nous avons étudié les effets de l'ex- position aux radiofréquences des téléphones portables sur les bandes alpha inférieures et supérieures. Le magnéto encéphalogramme a été enregistré chez des volontaires sains au repos avant et après une expo- sition aux radiofréquences avec les yeux ouverts et les yeux fermés. Les densités spectrales de puissance ont été estimées au niveau du capteur et de l'espace source. RÉSULTATS Les résultats ont indiqué un effet significatif de l'exposition aux radiofréquences sur les bandes alpha inférieures et supérieures, principa- lement représentées par une dimi- nution des densités de puissance spectrale. En particulier, des ana- lyses de données yeux ouverts dans l'espace capteur et l'espace source ont localisé la modification de la puissance dans les régions corticales pariétales et fronto-pariétales, res- pectivement. Les analyses de données yeux fermés au niveau du capteur et de la source ont montré des change- ments de puissance dans la région corticale temporo-occipitale. Aucun des autres paramètres physiolo- giques de la variabilité du rythme cardiaque étudiée ici n'a rapporté de différence statistiquement significa- tive liée à la condition d'exposition. DISCUSSION Cette étude de magnétoencépha- lographie dans l?espace capteur et l'espace source a confirmé que les radio fréquences modulent l'activité de la bande alpha. Les régions corticales impliquées dans les changements de puissance inférieurs et supérieurs semblent être liées à la condition des yeux : yeux ouverts ou yeux fermés. ABSTRACT The aim of our study was to investigate the effect of GSM 900 MHz cell phone exposure on spontaneous waking MEG activity in the alpha band with the sensor and source space. In order to limit the biases associated with confounding factors, we also evaluated heart rate and heart rate variability as indices of autonomic nervous system activity. The exposure systems consisted of two GSM phone devices with exactly the same shape and structure, which differed only in RF-EMF emission. The maximum specific absorption rates were averaged over 10g of tissue and 1g of tissue, as well as the maximum value, giving the following measurement values: 0.49W/kg, 0.70W/kg and 0.93W/kg, respectively. The results indicated a significant effect of RF exposure on the lower and upper alpha bands, mainly represented by a decrease in spectral power densities. In particular, analyses of open-eye data in the sensor space and source space localized the power change in the parietal and fronto-parietal cortical regions, respectively. Analyses of closed-eye data at the sensor and source showed power changes in the temporo-occipital cortical region. None effect observed in the other physiological parameters. Références [1] Ghosn R, Thuroczy G, Loos N, Brenet-Dufour V, Liabeuf S, et al. (2012). "Effects of GSM 900 MHz on middle cerebral artery blood flow assessed by transcranial Doppler sonography." Radiat Res 178(6): 543-50, PMID: 23106209, DOI: 10.1667/RR3007.1. [2] Curcio G, Nardo D, Perrucci MG, Pasqualetti P, Chen TL, et al. (2012). "Effects of mobile phone signals over BOLD response while performing a cognitive task." Clinical Neurophysiology 123(1): 129-36, PMID: 21741302, DOI: 10.1016/j.clinph.2011.06.007. [3] Lv B, Shao Q, Chen Z, Ma L and Wu T (2015). "Effects of acute electromagnetic fields exposure on the interhemispheric homotopic functional connectivity during resting state." Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc., PMID: 26736632, DOI: 10.1109/EMBC.2015.7318732. [4] Wei Y, Yang J, Chen Z, Wu T and Lv B (2019). "Modulation of resting-state brain functional connectivity by exposure to acute fourth-generation long-term evolution electromagnetic field: An fMRI study." Bioelectromagnetics 40(1): 42-51, PMID: 30562416, DOI: 10.1002/bem.22165. [5] Ghosn R, Yahia-Cherif L, Hugueville L, Ducorps A, Lemarechal JD, et al. (2015). "Radiofrequency signal affects alpha band in resting electroencephalogram." J Neurophysiol 113(7): 2753-9, PMID: 25695646, DOI: 10.1152/jn.00765.2014. [6] Wallace J and Selmaoui B (2019). "Effect of mobile phone radiofrequency signal on the alpha rhythm of human waking EEG: A review." Environ Res 175: 274-86, PMID: 31146099, DOI: 10.1016/j.envres.2019.05.016. [7] Hari R, Parkkonen L and Nangini C (2010). "The brain in time: insights from neuromagnetic recordings." Ann N Y Acad Sci 1191: 89-109, PMID: 20392277, DOI: 10.1111/j.1749-6632.2010.05438.x. [8] Baillet S (2017). "Magnetoencephalography for brain electrophysiology and imaging." Nat Neurosci 20(3): 327-39, PMID: 28230841, DOI: 10.1038/nn.4504. [9] Shaffer F and Ginsberg JP (2017). "An Overview of Heart Rate Variability Metrics and Norms." Front Public Health 5: 258, PMID: 29034226, DOI: 10.3389/fpubh.2017.00258. Figure 3 Enregistrement magnétoencéphalographie (MEG). Figure 4 Enregistrement électroencéphalographie (EEG). 52 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ La modélisation toxicocinétique basée sur la physiologie (PBPK) pour l?exposome D e nombreuses études sug- gèrent que la survenue et la sévérité de maladies, notam- ment chroniques, sont imputables à une combinaison de facteurs géné- tiques et environnementaux. Les expositions aux facteurs environne- mentaux sont extrêmement variées, changeantes et complexes. On quali- fie d?exposome l?ensemble des expo- sitions couvrant la vie entière. Parmi les méthodologies pour caractériser l?exposome individuel, la modélisation toxicocinétique basée sur la physio- logie (PBPK) permet de comprendre le lien entre exposition environnemen- tale et exposition interne dans l?or- ganisme. Nos travaux portent sur l?interprétation des biomarqueurs d?exposition mesurés lors d?études de biosurveillance pour prédire les expo- sitions chimiques lors des périodes de vulnérabilité et sur l?identification de co-expositions de substances. EXPOSITION DANS LES TISSUS CIBLES Des études épidémiologiques montrent que l?exposition prénatale à l?acide perfluorooctanesulfonique (PFOS) et à l?acide perfluorooctanoïque (PFOA) est associée à des effets néfastes sur la santé des enfants. Cependant bon nombre de ces associations statis- tiques restent mal caractérisées en raison d?incertitudes sur l?exposition foetale. Nous avons mis en place une approche de modélisation afin de fournir des indicateurs d?exposition foetale en lien avec la survenue de ces effets et l?avons appliquée à une cohorte mère-enfant (INMA ? INfancia y Medio Ambiente) [1]. Notre approche se base sur la trans- position de concentrations en PFOS et PFOA mesurées dans le sang maternel à un instant de la grossesse en concen- trations au niveau du foetus dans les tissus cibles sur toute la période de grossesse par l?intermédiaire d?un modèle PBPK. La concentration et l?ex- position cumulée (AUC) ont été cal- culées dans plusieurs organes cibles, soit un total de sept indicateurs. La figure 1 présente les concentrations plasmatiques chez les foetus INMA qui augmentent continuellement lors de la grossesse. On observe aussi que les concentrations foetales en fin de grossesse sont similaires pour les deux composés malgré le facteur 2 entre les concentrations maternelles mesurées. Au niveau individuel, les schémas d?ex- position varient considérablement d?un foetus à l?autre. Le tableau 1 présente la comparai- son des indicateurs entre le PFOA et le PFOS. Environ 10 % de la popu- lation disposent de tous ses indi- cateurs PFOA supérieurs à ceux du PFOS, 20 % présentent la situation inverse, et environ 70 % présentent un ordre différent entre PFOA et PFOS. Les expositions foetales simulées Auteurs : Céline BROCHOT, Florence ZEMAN apportent donc des informations complémentaires aux concentra- tions maternelles mesurées, et permettent de prédire l?exposition prénatale dans les organes cibles pendant les fenêtres de sensibilité. Des travaux futurs mettront en rela- tion ces indicateurs avec des effets néfastes observés chez les enfants. EXPOSITION À DES MÉLANGES DE PYRÉTHRINOÏDES La population française est forte- ment exposée aux pyréthrinoïdes, des insecticides ubiquitaires. Nous avons développé un modèle global reliant l?exposition externe à quatre pyréthrinoïdes (perméthrine, cyper- méthrine, cyfluthrine et deltamé- thrine) aux concentrations urinaires des cinq métabolites mesurés lors d?études de biosurveillance [2]. Le modèle global a été évalué avec des données humaines (figure 2). Dans l?ensemble, le modèle reproduit bien les données : 89 % des prédictions sont éloignées des données d?un fac- teur 3 au maximum. Le modèle global a ensuite été appliqué pour prédire les niveaux de métabolites urinaires à partir de scénarios d?exposition réalistes pour la cohorte française ENNS ? Étude Nationale Nutrition Santé. Les prédictions du modèle sont proches des données de la cohorte avec des rapports médians entre prédictions et Tableau 1 Comparaison des sept indicateurs de l?exposition foetale entre le PFOA et le PFOS pour les enfants (au stade foetus) de la cohorte INMA. Les résultats sont présentés sous la forme de pourcentage des individus. PFOA > PFOS PFOA < PFOS Charge corporelle à la naissance (µg) 68,2?% 68,2?% Concentration plasmatique (µg/L) Fin du trimestre 1 79,8?% 20,2?% Fin du trimestre 2 70,8?% 29,2?% Naissance 65,9?% 34,1?% Aire sous la courbe (µg.day/L) Cerveau 39,9?% 60,1?% Rein 78,0?% 22,0?% Foie 9,2?% 90,8?% 53 ABSTRACT The exposome encompasses life-course environmental exposures from the prenatal period onwards. Among the methodologies for characterizing the exposome, we develop physiologically based pharmacokinetic (PBPK) modelling that links chemical external exposure to internal exposure in the body. Our work concerns the interpretation of biomarkers of exposure measured in biomonitoring studies to predict chemical exposures during periods of vulnerability and to identify co-exposures. The aim of the first study was to provide new indicators of foetal exposure for the INMA (INfancia y Medio Ambiente) birth cohort for two perfluoroalkyl substances. We developed a pregnancy PBPK model to transpose maternal PFOS and PFOA concentrations measured at the end of the first trimester of pregnancy into foetal concentrations in target tissues throughout pregnancy. The second study aimed at developing a global toxicokinetic model that links the external exposure to four widely-used pyrethroids (deltamethrin, permethrin, cypermethrin, and cyfluthrin) to the urinary concentrations of their metabolites. The model combined with realistic cumulative and aggregated exposures to pyrethroids was applied to the French population. Références [1] Céline Brochot, Maribel Casas, Cyntia Manzano-Salgado, Florence A. Zeman, Thomas Schettgen, Martine Vrijheid, Frédéric Y. Bois. Prediction of maternal and foetal exposures to perfluoroalkyl compounds in a Spanish birth cohort using toxicokinetic modelling. Toxicology and Applied Pharmacology 379 (2019) 114640. [2] Paul Quindroit, Rémy Beaudouin, Céline Brochot. Estimating the cumulative human exposures to pyrethroids by combined multi- route PBPK models : Application to the French population. Toxicology Letters. Volume 312, 15 September 2019, Pages 125-138 [3] Personne S, Marcelo P, Pilard S, Baltora-Rosset S, Corona A, Robidel F, Lecomte A, Brochot C, Bach V, Zeman F. (2019). ?Determination of maternal and foetal distribution of cis- and trans- permethrin isomers and their metabolites in pregnant rats by liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS).? Anal Bioanal Chem 411(30): 8043-8052. [4] Dimosthenis Sarigiannis, Spyros Karakitsios, Elena Dominguez- Romero, Krystalia Papadaki, Celine Brochot, Vikas Kumar, Marta Schumacher, Moustapha Sy, Hans Mielke, Mathias Greiner, Martin Scheringer. Physiology-based toxicokinetic modeling in the frame of the European Human Biomonitoring Initiative. Environmental Research. Volume 172, May 2019, Pages 216-230 [5] Marc Codaccioni, Frédéric Y. Bois, Céline Brochot. Placental transfer of xenobiotics in pregnancy physiologically-based pharmacokinetic models : structure and data. Computational Toxicology 12 (2019) 100111. données entre 0,58 et 1,5. Nous avons ensuite évalué les contributions des trois voies d'exposition et des quatre pyréthrinoïdes aux concentrations de métabolites urinaires. Les résultats montrent que l?exposition par voie orale est majoritaire (environ 99 %) et que la deltaméthrine concourt davantage à l?exposition externe cumulée des pyréthrinoïdes qu?à l?exposition interne pour le métabolite commun 3-PBA alors que c?est l?inverse pour la perméthrine. Notre modèle global multivoie est le premier à considérer plusieurs pyréthrinoïdes simultanément et à inclure l?impact d?une exposition cumulée sur les biomarqueurs d?exposition, ce qui constitue une amélioration des pratiques actuelles qui traitent chaque composé séparément. Actuellement, nous poursuivons nos travaux pour étendre notre modèle aux femmes enceintes en caractérisant le passage transplacentaire de ces composés [3]. CONCLUSION Ces deux exemples illustrent l?intérêt de la modélisation PBPK pour carac- tériser l?exposome individuel, qui est aussi promu par l?initiative euro- péenne sur la biosurveillance humaine (projet européen HBM4EU). Dans ce contexte, nous identifions et évaluons l?adéquation des modèles PBPK exis- tants pour l?évaluation des risques afin de promouvoir leur utilisation [4?; 5]. Figure 2 Comparaison des prédictions du modèle avec les données expérimentales obtenues chez l?homme après exposition orale, cutanée ou par inhalation à un pyréthrinoïde. Les cinq métabolites sont représentés (3-PBA, F-PBA, cis-DCCA, trans-DCCA, DBCA) ainsi que la trans- et cis-perméthrine. La ligne pleine est la correspondance parfaite entre les prédictions et les données expérimentales. Les lignes en tirets représentent l?intervalle d?erreur de 5 et les lignes pointillées l?intervalle d?erreur de 10. Figure 1 Concentrations plasmatiques foetales, simulées avec le modèle PBPK, au cours de la grossesse pour le PFOA (bleu) et le PFOS (vert) pour la cohorte INMA. 54 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Modélisation toxicocinétique chez les poissons pour l?évaluation du risque environnemental L a survenue d?effets liés à l?ex- position à des substances chimiques seules ou en mélange dépend de l?exposition interne des organismes. Cette dernière peut être évaluée en établissant une relation entre les concentrations dans l?en- vironnement et les concentrations dans l?organisme. Cette relation doit notamment prendre en compte les facteurs environnementaux et biolo- giques qui peuvent influencer la bioac- cumulation [1]. La toxico cinétique d?un contaminant décrit son deve- nir au cours du temps dans un orga- nisme selon quatre processus (ADME) : l?absorption, la distribution dans les organes, le métabolisme et l?excré- tion. Les modèles toxicocinétiques à fondement physiologique (appelés aussi PBPK pour Physiologically based pharmacokinetic) permettent une des- cription réaliste de la toxicocinétique. Dans le cadre d?un projet européen financé par l?EFSA (European Food Safety Authority) visant à pro- mouvoir la prise en compte de la toxicocinétique dans l?évaluation des risques pour l?environnement, notre revue de la littérature a mon- tré que les modèles publiés ont prin- cipalement été développés pour des espèces aquatiques et en particulier des poissons [1]. Ainsi, une trentaine de publications utilisent des modèles PBPK chez des poissons téléostéens. Ces modèles existants étant spéci- fiques de substances particulières, d?un mode d?exposition ou de condi- tions expérimentales, ils ne peuvent pas être facilement utilisés dans le cadre d?évaluation de risque. Pour pallier ces limites, nous avons développé des modèles génériques pour quatre espèces couramment utilisées en écotoxicologie [2] : le poisson zèbre, la truite arc-en-ciel, le vairon tête de boule et l?épinoche à trois épines. Ces modèles ont été construits de façon à pouvoir être utilisables pour un grand nombre de substances chimiques. La structure des quatre modèles est iden- tique mais leur paramétrisation dif- fère entre les espèces (figure 1). Les paramètres physiologiques de chaque espèce et leur variabilité inter-indivi- duelle ont été estimés à partir d?une méta-analyse de données expérimen- tales produites à l?Ineris ou publiées. De Auteurs : Rémy BEAUDOUIN, Cleo TEBBY plus, de nouvelles approches mécanis- tiques ont été proposées pour inclure les effets de la croissance et de la tem- pérature. Les modèles ont été évalués pour neuf contaminants environne- mentaux. Les prédictions sont satis- faisantes : sans calibrer le modèle avec les observations, 50 % des écarts entre prédictions et observations étaient inférieures à un facteur 3 pour six des neuf produits chimiques et 75 % des écarts à un facteur 3 pour les trois produits chimiques les plus lipophiles (figure 2). Pour un composé perfluoré, nous disposions de mesures répétées de toxicocinétique (collaboration avec l?Inrae) qui nous ont permis d?in- vestiguer précisément les processus ADME de ces composés persistants et ubiquitaires dans l?environne- ment [3] ainsi que les effets de la température de l?eau sur la toxicoci- nétique [4]. La modélisation a per- mis de préciser les voies d?excrétion majoritaires de ces substances, qui sont difficilement mesurables chez le poisson. L?effet de la température a été inclus au niveau de paramètres ADME, et notamment de façon nova- trice au niveau des coefficients de par- tage entre le plasma et les organes. Ainsi, nous obtenons des prédictions précises des concentrations de PFOS dans les organes de truites à diffé- rentes températures (figure 3). L?apport des modèles PBPK pour amé- liorer la caractérisation des effets de mélanges de substances a aussi été évalué. Notre modèle PBPK pour la truite arc-en-ciel a été appliqué pour modéliser la cinétique de la méla- mine et l?acide cyanurique [5]. Les modèles PBPK des deux composés ont été combinés et un modèle de for- mation de cristaux pour le mélange a été ajouté pour prédire l?intensité de la formation de cristaux sous l?hy- pothèse que ces derniers soient for- més soit dans l?urine soit dans les reins. La modélisation de la ciné- tique de la mélamine et de l?acide cyanurique a permis de mieux com- prendre et prédire l?intensité de la formation des cristaux en cas d?ex- positions séquentielles d?intensité Figure 1 Schéma de la structure des modèles PBPK développés. Les sites d?absorption, d?excrétion et de métabolisme sont représentés respectivement en orange, violet et vert. Schéma issu de Grech et al. (2019). 55 ABSTRACT Risk assessment relies on understanding adverse effects of chemicals on living organisms and on estimating how exposure to a chemical can cause these adverse effects. Toxicokinetics bridge the gap between external exposure and internal concentrations at target organs. Physiologically-based toxicokinetic (PBPK) models were developed for four species of fish, with a same underlying structure and with the aim of being applicable to a wide range of chemicals. Additional experiments were carried out to adapt the model to the case of polyfluoroalkyl substances (PFAS) chemicals and to better integrate effects of water temperature. The PBPK models were also used to predict and better understand the effect of a binary mixture (melamine and cyanuric acid) in fish, using specific additional toxicodynamic submodels. Références [1] Grech, A., C. Brochot, J. L. Dorne, N. Quignot, F. Y. Bois, and R. Beaudouin. 2017. Toxicokinetic models and related tools in environmental risk assessment of chemicals. Science of the Total Environment 578 :1-15. [2] Grech, A., C. Tebby, C. Brochot, F. Y. Bois, A. Bado-Nilles, J. L. Dorne, N. Quignot, and R. Beaudouin. 2019. Generic physiologically-based toxicokinetic modelling for fish : Integration of environmental factors and species variability. Science of the Total Environment 651 :516-531. [3] Vidal, A., M. Babut, J. Garric, and R. Beaudouin. 2019. Elucidating the fate of perfluorooctanoate sulfonate using a rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) physiologically-based toxicokinetic model. Science of the Total Environment 691:1297-1309. [4] Vidal, A., M. Babut, J. Garric, and R. Beaudouin. 2020. Temperature effect on perfluorooctane sulfonate toxicokinetics in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss): exploration via a physiologically based toxicokinetic model. Aquatic toxicology na:NA [5] Tebby, C., C. Brochot, J.-L. Dorne, and R. Beaudouin. 2019. Investigating the interaction between melamine and cyanuric acid using a Physiologically-Based Toxicokinetic model in rainbow trout. Toxicology and Applied Pharmacology 370:184-195. variable ou de co-exposition. Notre étude a démontré, pour la première fois, comment les modèles PBPK pour les poissons peuvent jouer un rôle clé dans la compréhension et la prédiction des effets de mélanges. Cette étude illustre également com- ment des effets indésirables peuvent potentiellement se produire même lorsque les composés ne sont pas administrés ensemble en mélange. En conclusion, les travaux de modé- lisation de la toxicocinétique chez le poisson ont permis de mettre à dispo- sition des modèles adaptés à un grand nombre de substances. Les modèles PBPK développés permettent l?inté- gration de données disparates en faci- litant l?extrapolation entre espèces et entre des conditions expérimentales. Le couplage avec des modèles de toxicodynamie, tels que les chemins d?effets adverses (AOP), permettra de mieux comprendre les processus impliqués dans la survenue d?effets des substances chimiques seules ou en mélange. Figure 2 Comparaison des concentrations prédites et observées (µg/g) pour le PCB 152 (substance lipophile) chez la truite arc-en-ciel. Les lignes pointillées représentent un écart d?un facteur 3 et 10 par rapport aux observations. Figure issue de Grech et al. (2019). Figure 3 Résultats des simulations du modèle PBPK pour le PFOS à une température de 19 °C (courbes rouges) et 7 °C (courbes bleues) (figure extraite du mémoire de thèse d?A.Vidal). Les points gris représentent les données (n=5 poissons) et les croix rouges ou noires les moyennes géométriques. Les lignes représentent les prédictions, et les zones colorées les intervalles de crédibilité. 56 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Dispositifs de mesure en continu pour la surveillance des eaux de surface?: évaluer les performances métrologiques en conditions maîtrisées et sur le terrain L a directive-cadre sur l?eau (DCE) [1] fixe des objectifs d?at- teinte du bon état des eaux et un processus de mise en oeuvre, rythmé par la production et l?usage de connaissances. À partir de l?état des lieux des bassins, des résultats des programmes de surveillance et des analyses économiques, des pro- grammes de mesures et d?actions nécessaires à l?atteinte des objectifs doivent être définis puis évalués. Le guide européen CIS N°19 [2] men- tionne l?introduction de techniques alternatives à l?analyse d?échantillons ponctuels par des méthodes d?ana- lyses classiques afin d?améliorer la qualité de l?évaluation de l?état éco- logique réalisé. Malgré les nombreux freins iden- tifiés [3], l?utilité potentielle des méthodes alternatives pour les pro- grammes de surveillance de la DCE est reconnue, car combinées aux méthodes traditionnelles ou seules, elles permettent d?obtenir une infor- mation complémentaire sur l?état de l?environnement [4], notamment des données en temps réel. La directive QA/QC [5] spécifie que « les États membres veillent à ce que toutes les méthodes de laboratoire, de terrain et en ligne, utilisées aux fins des programmes de surveillances chimiques soient validées et attestées conformément à la norme EN ISO/ EC-17025? » Le besoin de disposer de méthodes alternatives validées pour la mesure des paramètres physico-chimiques in situ est incontournable. Ainsi, dis- poser de protocoles d?évaluation des performances et de validation de ces méthodes est une étape indispen- sable pour répondre aux exigences d?assurance et contrôle qualité (QA/ QC) et promouvoir l?utilisation de ces méthodes alternatives. OBJECTIFS DES ESSAIS Dans le cadre du Laboratoire national de référence pour la surveillance des milieux aquatiques (Aquaref), l?Ineris et le LNE ont mené une étude entre 2013-2016 pour évaluer les perfor- mances métrologiques de dispositifs de mesure dans les eaux superfi- cielles. Les objectifs ont consisté à : ? concevoir les protocoles d?évaluation des performances en conditions contrôlées (laboratoire) et sur le terrain ; ? sélectionner un cours d?eau présentant des caractéristiques physico-chimiques suffisamment variables pour l?essai sur le terrain ; ? sélectionner des dispositifs commercialement disponibles et (iv) effectuer les tests de performance associés. Auteurs : Bénédicte LEPOT, Céline FERRET, Nathalie MARESCAUX MATÉRIELS ET MÉTHODES Les paramètres visés ont été choisis parmi ceux vitaux pour la vie aqua- tique, pour lesquels un nombre de dis- positifs étaient disponibles et dont les performances n'avaient pas été éva- luées, à savoir : matière organique (MO), nitrate (NO3), azote total (Nt), phosphate (PO4), phosphore total (Pt) et ammonium (NH4). Une vingtaine de fabricants/four- nisseurs ont été sollicités. Neuf ont répondu favorablement et ont mis à disposition 27 dispositifs de mesure. Ces dispositifs, dont les principes de mesure et de fonctionnement diffèrent, ont permis d?avoir une bonne représen- tativité du marché (tableau 1). Les critères de performances métro- logiques retenus (tableau 2) ont été sélectionnés en se basant sur les tra- vaux normatifs [6]. Les essais se sont déroulés en deux temps (figure 1) en appliquant des pro- tocoles basés sur l?exposition succes- sive des dispositifs à un nombre variable de solutions d?étalons (figure 2). Les essais en conditions contrôlées ont été réalisés dans les laboratoires du LNE et de l?Ineris. Pour les essais sur site, réali- sés entre octobre 2015 et février 2016, une station provisoire alimentée en continu en eau de l?Oise a été conçue et aménagée sur le site de l?Ineris. RÉSULTATS Ces essais riches en enseignement, ont permis d?évaluer en situation réelle, l?applicabilité de dispositifs alternatifs pour le suivi des para- mètres supportant la biologie. En conditions contrôlées, les perfor- mances métrologiques évaluées pour les dispositifs (MO, NO3, Nt, PO4 et Pt) sont du même ordre de grandeur que celles de la méthode de référence (laboratoire) : écart type de répéta- bilité < 5 %, biais < 10 %, écart de linéarité < 10 % et incertitude élargie combinée < 15 %. Pour le paramètre NH4, les performances sont moins bonnes mais acceptables au regard des niveaux de concentration visés. En conditions réelles, les performances Figure 1 Déroulement des essais d?évaluation de la performance des dispositifs de mesure. Contributeurs externes : Nathalie Guigues, Sandrine Raveau, Béatrice Lalere, Julie Cabillic (Laboratoire national de métrologie et d?essais - LNE) 57 ABSTRACT The evaluation of the metrological performances of 27 water quality monitoring devices for measuring continuously nutrients and organic matter in river waters was conducted both under controlled conditions in the laboratory and real conditions during a 3 months field trial. It consisted of (i)designing protocols to assess metrological performances under controlled and real conditions of monitoring devices (ii) selecting a site to conduct a field trial (iii) selecting monitoring devices and (iv)conducting the testing. The performances evaluated under controlled conditions are of the same order of magnitude as those of the reference method (laboratory) with the majority of the monitoring devices being characterized by: repeatability <?5%, bias <?10%, linearity deviation <?10% and combined expanded uncertainty <?15%. Moreover, the monitoring devices tested were found to have quantification limits suitable with regards to the concentration levels measured in the Oise River. Finally, from the results obtained as well as the feedback on testing a great variety of monitoring devices, it was possible to draw some recommendations for improving the measurements using the devices tested and to feed the European standardization. Références [1] Directive 2000/60/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 octobre 2000 établissant un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l'eau. [2] Common Implementation Strategy for the Water Framework Directive (2009) Guidance Document No.19: Guidance on surface water chemical monitoring under the Water Framework Directive. [3] E&Y (2013) - Rapport sur les intérêts technico-économiques de l?analyse en continu de la qualité de l?eau et des milieux au regard des pratiques actuelles. [4] Allan I.J., Mills G.A., Vrana B., Knutsson J., Holmber A., Guigues N., Laschi S., Fouillac A-M., Greenwood R. (2006) Strategic monitoring for the European Water Framework directive, TrAC, 25, 704-715. [5] Directive 2009/90/CE de la commission du 31 juillet 2009 établissant, conformément à la directive 2000/60/CE du Parlement européen et du Conseil, des spécifications techniques pour l?analyse chimique et la surveillance de l?état des eaux. [6] PrEN 16479-2 Draft G (2014) Qualité de l?eau ? Exigences générales et modes opératoires d?essai de performances pour les équipements de surveillance de l?eau ? Partie 2 : dispositifs de mesure en continu publié en 2018 sous NF EN 17075. évaluées sont généralement moins bonnes qu?en conditions contrôlées (LQ plus fortes, fluctuation de la sen- sibilité des dispositifs de surveillance en fonction des caractéristiques phy- sico-chimiques de l'Oise). D?un point de vue DCE, les dispositifs de mesure en continu (MO, NO3, Nt, Pt, PO4 et NH4 (gamme basse)) possèdent des limites de quantification compa- tibles avec les niveaux de concentration mesurées dans l?Oise et ont permis de mesurer des concentrations au niveau des seuils de qualité dits « très bon » / « bon ». Ils respectent donc les exi- gences de la directive QA/QC et pour- raient être utilisés dans le cadre de la surveillance. Par ailleurs, cette étude a permis d?ali- menter les travaux normatifs européens [6] et de fournir des premières valeurs chiffrées de performance en conditions contrôlées et réelles. Suite au retour d?expérience de ces essais, l?Ineris tra- vaille à la conception d?une plateforme mobile d?essais multifonctions. Figure 2 Protocoles mis en oeuvre pour évaluer la répétabilité, le biais et la linéarité des dispositifs de mesure en continu à partir de solutions étalons de concentration connue selon le projet de norme PrEN 16479-2 Draft G (2014) [6]. Tableau 1 Nombre de dispositifs testés par rapport au paramètre surveillé et principe de mesure. Tableau 2 Critères de performances retenus en conditions maitrisées (laboratoire) et en conditions réelles (sur site) ? critères retenus en se basant sur le projet EN 16479-2 Draft G (2014) [6]. 58 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Évaluer l'inflammabilité de mélanges liquides par approches prédictives en complément des mesures expérimentales L?inflammabilité des mélanges liquides dépend (parfois for- tement) de la nature et de la concentration de leurs constituants. L'estimation de l'inflammabilité des mélanges représente donc un enjeu important de sécurité industrielle pour lequel les méthodes prédictives peuvent être d?un grand intérêt pour anticiper les risques d?incendie et d?explosion. Dans ce contexte, l?Ineris développe et utilise des méthodes pré- dictives permettant d'estimer le point d'éclair des mélanges liquides en com- plément de l?approche expérimentale. MÉTHODES PRÉDICTIVES Selon le niveau de connaissance du mélange et de ses composants et en fonction du contexte d'utilisation, différentes approches prédictives peuvent être utilisées. Des lois de mélange permettent d?estimer le point d'éclair du mélange à partir de ceux de ses constituants en couplant un modèle d'équilibre vapeur-liquide avec la loi de Le Chatelier, pour tenir compte de l'inflammabilité des mélanges de vapeur, même si elles restent limi- tées dans certains cas, comme pour les mélanges halogénés [1]. Si l'in- flammabilité des différents consti- tuants du mélange est inconnue, une approche combinant loi de mélange et modèles QSPR (pour prédire le point d'éclair des composés purs) a été mise en place pour des mélanges orga- niques [2]. Enfin, des modèles QSPR spécifiques aux mélanges organiques binaires ont été développés à partir de descripteurs de mélange tenant compte des fractions molaires des différents constituants [3]. S?ils offrent des performances moindres que la combinaison modèle QSPR/loi de mélange, cette approche sera utile pour le criblage intensif de mélanges ou pour d'autres propriétés (en l'ab- sence de loi de mélange). CLASSIFICATION DES LIQUIDES INFLAMMABLES ET SÉCURITÉ DES PROCÉDÉS Les modèles prédictifs (en particulier les lois de mélanges) peuvent être uti- lisés à des fins réglementaires, pour peu que certaines précautions soient Auteurs : Guillaume FAYET, Patricia ROTUREAU, Benoit TRIBOUILLOY suivies, comme stipulé par exemple dans le SGH pour la classification des substances. En figure 1, la loi de mélange est ainsi utilisée pour la clas- sification d?alcools de bouche [4], en utilisant le modèle NRTL pour l?équi- libre liquide-vapeur et la valeur expéri- mentale du point d?éclair de l?éthanol (13 °C). Elle permet des classifications claires pour le cognac et le rhum en liquide inflammable (de catégo- rie 3) avec un point d'éclair estimé à 28 °C (solutions aqueuses d?éthanol à 40 %), en accord avec les valeurs expérimentales (27,5 °C et 28 °C). Pour le vin de Porto et la liqueur de coco (entre 19 % et 24 %), les points d'éclair estimés sont proches du seuil réglementaire de 35 °C. Dans ce cas, les deux liquides devraient être consi- dérés comme inflammables (de caté- gorie 3) de manière conservative, dans l?attente d?une caractérisation expé- rimentale du point d?éclair puis de l?épreuve de combustion entretenue ONU L.2 avant d?être, le cas échéant, considérée non classée. Au-delà du contexte réglementaire, le point d'éclair est utilisé pour éva- luer la possibilité d'inflammation de la vapeur au-dessus d'un liquide inflammable par des sources externes (en particulier des flammes). En l'ab- sence de point d'éclair mesuré, celui du constituant le plus inflammable est parfois considéré, à tort, comme une valeur conservative pour le mélange. Figure 1 Points d'éclair d?alcools de bouche mesurés et comparés aux prédictions obtenues pour les solutions eau-éthanol équivalentes (en utilisant le modèle NRTL et un point d?éclair de 13 °C pour l?éthanol pur) [4]. Figure 2 Points d'éclair de mélanges octane/éthanol mesurés et prédits (en utilisant le modèle UNIFAC et des points d?éclair de 13°C et 14,5°C pour l?éthanol et l?octane purs) 59 ABSTRACT The flammability of liquid mixtures can dramatically depend on the concentrations of its components. It can even reveal, in some cases, more flammable than its pure components. For this reason, estimating the flammability of mixtures represents a great challenge for industrial safety. In that context, Ineris engaged efforts for the development and use of predictive methods to estimate the flash point of liquid mixtures as a complement to the classical experimental approach. Different predictive approaches were proposed according to the level of information available on the investigated mixture (in terms of properties of pure compounds) based on mixing rules and/or Quantitative Structure-Property Relationships (QSPR). These approaches have been successfully used as a complement to experimental tests for different practical industrial applications: classification of flammable liquids in a regulatory context, process safety studies and definition of safer-by-design formulations. Références [1] Fayet G., Tribouilloy B., Rotureau P., 2019, Flash point of binary mixtures of chlorinated hydrocarbons with toluene and their predictability with existing mixing rule, Process Safety Progress, in press, e12127. https://doi.org/10.1002/prs.12127. [2] Gaudin T., Rotureau P., Fayet G., 2014, Combining mixing rules with QSPR models for pure chemicals to predict the flash points of binary organic liquid mixtures, Fire Safety Journal, 74, 61-70. https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2015.04.006. [3] Fayet G., Rotureau P., 2019, New QSPR Models to Predict the Flammability of Binary Liquid Mixtures, Molecular Informatics, 38, 1800122. https://doi.org/10.1002/minf.201800122. [4] Fayet G., Rotureau P., Tribouilloy B., 2019, Assessing the flammability of liquid mixtures by predictive approach as a complement to experimental measurements, Chemical Engineering Transactions, 77, 781-786. https://doi.org/10.3303/CET1977131. En effet, certains mélanges s?avèrent plus inflammables que leurs consti- tuants pris à l'état pur, comme pour le mélange octane/i-propanol (en figure 2). L?approche prédictive per- met parfaitement de prendre en compte ces comportements [2] et représente donc un outil puissant pour déterminer si le mélange de deux composés pourrait s'avérer plus inflammable que ces derniers. Elle est également utile pour vérifier si une modification de composition peut augmenter l'inflammabilité du mélange, par exemple par l'évapo- ration d'un constituant au cours du procédé ou dans des stockages de lon- gues durées. AIDE À LA FORMULATION INTRINSÈQUEMENT PLUS SÛRE Ces méthodes prédictives présentent un intérêt tout particulier dans l?opti- misation de campagnes expérimen- tales pour la définition de formulations dans une approche de type safer- by-design. Une telle démarche a été employée pour la recherche du niveau de dilution à appliquer à une solution aqueuse à 40 % de diméthy- lamine (DMA) (au point d?éclair par- ticulièrement bas de - 18,5 °C) pour la rendre moins inflammable [4]. Comme montré en figure 3, la mise en place d?une loi de mélange ajustée sur des points expérimentaux fiables a permis de clarifier le profil d?évolu- tion du point d?éclair en fonction de la concentration en DMA. L?industriel à l?origine de cette étude a alors pu sélectionner un niveau de dilution réduisant les risques associés à ces stockages de DMA. Cette étude de cas démontre non seulement la possibi- lité d'aider à la sélection de formula- tions plus sûres pour des applications industrielles, mais a illustré le poten- tiel de ces outils lorsque les mesures sont difficiles, comme pour la solution à 40 % en DMA pour laquelle la maî- trise de l?évaporation du DMA est dif- ficile lors de la préparation de l?essai. Figure 3 Points d'éclair de solutions aqueuses de diméthylamine mesurés et prédits (selon une loi de méthode ajustée) [4]. 60 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 CARACTÉRISER LES DANGERS DES SUBSTANCES ET LEURS IMPACTS SUR L?HOMME ET LA BIODIVERSITÉ Test d'éclatement d'un microréacteur en carbure de silicium L?utilisation des microréac- teurs, dispositifs de dia- mètre inférieur au millimètre dans lesquels se déroule une réac- tion chimique, s?est beaucoup déve- loppée ces dernières années dans les usines de production [1]. Ces réac- teurs offrent en effet de meilleurs transferts massiques et thermiques que les réacteurs conventionnels dis- continus permettant d?opérer à plus haute température et selon une ciné- tique chimique plus rapide. Le débit de production est ainsi similaire à celui des réacteurs classiques mais en trai- tant une quantité de matière à l?ins- tant « t » plus faible, ce qui conduit à une réduction des dommages résul- tant d?une dérive. Il s?agit d?une tech- nologie intrinsèquement plus sûre. Cependant, un dysfonctionnement tel qu?un arrêt du refroidissement peut provoquer la formation de points chauds conduisant à un emballement de réaction accompagné d'une produc- tion de gaz et vapeur. Contrairement à un réacteur discontinu, un micro- réacteur, généralement rempli de liquide, ne dispose pas de volume libre capable d?amortir la surpression. Cette dernière peut alors augmenter très rapidement localement, rendant inefficace une soupape ou un disque de rupture et pouvant conduire à la rupture du microréacteur. L?augmentation de pression liée à un emballement dans un microréacteur a encore été peu étudiée et les utili- sateurs s'interrogent sur ses effets et ses conséquences possibles sur l'en- vironnement direct, en particulier sur les travailleurs. La société Corning, qui produit des microréacteurs, a ainsi sollicité l?Ineris afin de déterminer les conséquences d'une montée en pression rapide dans un microréacteur. Pour ce faire, l?Ineris a réalisé un test d'éclatement pneu- matique sur un réacteur industriel de type Corning® Advanced-Flow? Reactors (AFR) et évalué les effets de pression et de projection liés à l?ex- plosion. Ce microréacteur, qui peut contenir jusqu?à 5 L de mélange réac- tionnel, ressemble à un échangeur de chaleur à plaques avec un empilement Auteurs : Claire VILLEMUR, Roland GUIDAT, Olivier LOBET, Jérôme DAUBECH, Patricia VICOT de plaques de SiC (carbure de silicium) interposées entre des plaques métal- liques pour le fluide caloporteur. Ce dernier est disposé sur un châssis et entouré d?une enveloppe en inox desti- née à protéger les personnes contre la projection de liquide (figures 1 et 2). TEST D'ÉCLATEMENT Le test a été réalisé dans la zone pyro- technique de l?Ineris sur un réacteur comprenant deux plaques de SiC et trois plaques métalliques entourées de l?enveloppe protectrice. La rupture d'une des plaques de SiC a été provo- quée en introduisant rapidement de l'air comprimé provenant d'un réser- voir pressurisé pour simuler une aug- mentation rapide de pression dans le réacteur. L'essai a été réalisé en effec- tuant plusieurs charges soudaines successives de la plaque jusqu'à son éclatement, à l'aide de vannes automa- tiques. Afin d'enregistrer des informa- tions sur la surpression et la projection de fragments lors de l'éclatement, des capteurs de pression et une caméra rapide ont été installés sur le réacteur et à proximité (figure 3). OBSERVATIONS DES EFFETS ET ESTIMATION DES IMPACTS SUR LES PERSONNES ET L'ENVIRONNEMENT La rupture pneumatique de la plaque s'est produite à 168 bars, au-dessus de la pression de conception du réacteur Figure 1 Microréacteur Corning® Advanced-Flow? Reactors (AFR). Figure 2 Vue d?une plaque en carbure de silicium avec son canal réactionnel. 61 ABSTRACT Inherently Safer Technology is a growing interest concept in designing safer plant. The micro reactor technology has notably gained more and more interest, and its penetration in production plants is expected to increase rapidly. This kind of equipment offers a much better heat transfer than conventional equipment; the higher heat release management allowing to operate at a higher temperature leading to faster kinetics. They also provide a better mass transfer that can increase the reaction rate. Therefore, they allow producing much in smaller volumes, reducing the consequences of an accident. However, operating at higher temperatures leads to operate at more severe condition. A sudden shut down of the feeding pump or cooling circulation may lead to a temperature increase and a runaway. Equally, a sudden gas release due to a hot spot may lead to a local pressure increase, creating a pressure wave in a tube fill of liquid which kinetic and intensity is not easy to determine and may lead locally to a mechanical failure. Although the volume affected by an explosion is much smaller than in a conventional reactor, the consequences may be decisive, mainly if an operator stays close to the reactor. So far, no study of the pressure increase in a flow of liquid has been published. This document describes and presents the results of a real bursting test of a CORNINGAFR® G4 industrial silicon carbon reactor performed at the site of Ineris in France. Even though the design pressure of the reactor is 18 bar, it busted over 150 bar. The kinetic energy of particles ejected after the bursting and the pressure level a 1 meter were measured. All are below the minimum level of significant injury for human body and the maximum level that could be achieved for similar equipment in metal. Références [1] Jensen K.F., 2017, Flow Chemistry-Microreaction Technology comes of Age, AIChE Journal, mars 2017, Vol 63, N°3, Cambridge, USA. [2] Heudier L., 2015, Les éclatements de capacité, phénoménologie et modélisation des effets, Oméga 15, INERIS, Verneuil-en-Halatte, France. [3] FR, 2005, arrêté du 29 septembre 2005 relatif à l'évaluation et à la prise en compte de la probabilité d'occurrence, de la cinétique, de l'intensité des effets et de la gravité des conséquences des accidents potentiels dans les études de dangers des installations classées soumises à autorisation. [4] FR, 2007, Circulaire DPPR/SEI2/IH-07-0111 du 20 avril 2007 relative à l'application du décret fixant les règles d'évaluation des risques et de prévention des accidents dans les établissements pyrotechniques. (18 bars). Après l'éclatement, la struc- ture globale du réacteur n'a pas montré de dommages significatifs (figure 4). Les deux plaques SiC ont été brisées et les deux plaques métalliques entourant la plaque pressurisée désengagées. Seule la partie inférieure de l?enveloppe de protection a été arrachée. La pression enregistrée à proximité du réacteur lors de l'éclatement n'a pas montré d'augmentation signifi- cative. L'intensité de l'onde de pres- sion observée à 1 m (6 mbar) est bien inférieure au seuil d'apparition des effets sur les individus et les struc- tures (20 mbar) [3]. Vingt-quatre débris de SiC de poids inférieur à 25 g ont été projetés par l'éclatement à travers de petites ouvertures de l?enveloppe à une dis- tance maximale de 6 m. L'énergie cinétique des projectiles a été cal- culée à partir de l'enregistrement de la caméra rapide. La valeur maxi- male était inférieure à 1 J, ce qui est en dessous du seuil d'occurrence des blessures importantes (8 J) et des dommages sur les structures (3,7.105 J) définis dans la réglemen- tation pyrotechnique française [4]. CONCLUSION Le test d'éclatement sur le micro- réacteur a montré que dans les condi- tions de test, les effets de projection et de pression observés sont limités, rendant faible le risque de blessure ou d?impact sur l?environnement proche. Le mécanisme de rupture du SiC conduit à une ouverture multiple de la plaque de SiC, ce qui semble limi- ter l'effet de la pression et de l'énergie cinétique des fragments. Les effets de projection ont également été limi- tés par l'enveloppe de protection qui a empêché l'éjection d'un certain nombre de fragments de plaques à l'extérieur de la structure du réacteur et par la fixation des plaques au châssis. Bien que le test ait été réalisé avec de l'air comprimé, il donne une ten- dance de ce qui pourrait se passer lors d?un emballement de réaction entraî- nant une augmentation rapide de la pression. Cet exemple d?expertise à l?entreprise illustre les capacités expérimentales de l?Ineris pour accompagner le déve- loppement de systèmes industriels innovants et plus sûrs d?un point de vue de la sécurité. Figure 3 Installation expérimentale (capteurs de pression atmosphériques et capteur de pression sur plaque SiC, caméras non visibles sur l?image). Figure 4 État du microréacteur après essai. 62 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES PROGRAMMES DE RECHERCHE MENÉS EN 2019 PROGRAMMES EUROPÉENS / Horizon H2020 ACTRIS-PPP Aerosols, clouds and trace gases research infrastructure-preparatory phase project ACTRIS IMP ACTRIS Implementation Project AQUALITY Multi-sensor automated water quality monitoring and control system for continuous use in recirculation aquaculture systems BIORIMA Risk management of nano-material CALIBRATE Nano risk governance CHEOPS Achieving low-cost highly efficient perovskite solar cells Circular Flooring New Products from Waste PVC Flooring and Safe End-of-Life Treatment of Plasticisers DEMOBASE Design and modelling for improved battery safety and efficiency EC4SAFENANO European centre for risk management and safe innovation in nanomaterials & nanotechnologies EDEN End-user driven demo for cbrNe EUROMIX A tiered strategy for risk assessment of mixtures of mutliple chemicals EuToxRisk21 An integrated european ?Flagship? programme driving mechanism-based toxicity testing and risk assessment for the 21st century FLEDGED Flexible dimethyl ether (DME) production from biomass gasification with sorption-enhanced processes FORCES Constrained aerosol forcing for improved climate projections Gov4Nano Implementation of risk governance: meeting the needs of nanotechnology HBM4EU Coordinating and advancing human biomonitoring in Europe to provide evidence for chemical policy making HELIS II Advanced european lithium sulphur cells for automotive applicationsNanoFase HUGS Humins as green and sustainable precursors of eco-friendly building blocks and materials InnovEOX Training a new generation of researchers in Innovative Electrochemical Oxidation processes NanoReg 2 Support for regulation needs in nanotechnologies OpenRiskNet Open e-infrastructure to support data sharing, knowledge integration and in silico analysis and modelling in risk assessment PAPILA Prediction of air pollution in Latin America PRESLHY Pre-normative research for the safe use of cryogenic liquid hydrogen SECREEETS Secure european critical rare hearth elements ZELCOR Zero waste ligno-cellulosic biorefineries by integrated lignin valorisation 63 LIFE ? Programme for the environment and climate action LIFE Ask REACH Enabling REACH consumer information rights on chemicals in articles by IT-tools VERMEER Integrating VEGA, toxRead, MERLIN-Expo, and ERICA in a platform for risk assessment and substitution of risky substance Interreg ? programme de coopération territoriale européenne Interreg France-Wallonie-Vlaanderen DIADEM Development of an integrated approach for the diagnosis of water quality in the Meuse NewCLand Plus-value d?une valorisation transfrontalière des terres marginales en support à une économie biobasée Progres Project Accelerating Growth, Resources and Enterprise Support RISSC Amélioration transfrontalière de la prévention et de la gestion des risques du sous-sol engendrés par les terrains sous-cavés VALSE Nouvelles ressources transfrontalières : vers une validation de scénarii de valorisation de sédiments et autres matériaux EMPIR - European Metrology Programme for Innovation and Research BIOMETHANE Metrology for biomethane Heroes Recommending uncertainty requirements for extending the application of the SRM IMPRESS 2 Innovative Metrology for Pollution Regulation of Emissions from Stacks and Area Sources ERIC - European Research Infrastructure Consortium EPOS European Plate Observing System RFCS - Research fund for coal and steel MEGA Methane production through underground coal gasification form deep European coal seams MERIDA Management of environmental risks during and after mine closure RAFF Risk assessment of final pits during flooding SUMAD Sustainable use of mining waste dumps EuroNanoMed NanoGrowSkin A transversal research project that combines regenerative medicine technologies COST - European Cooperation in Science and Technology BioDiv-Support Scenario-based decision support for policy planning and adaptation to future changes in biodiversity and ecosystem services 64 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES PROGRAMMES NATIONAUX / Agence nationale de la recherche (ANR) Argonaut Suivi des émissions de polluants et de gaz à effet de serre à haute résolution depuis l'espace FEATS Utilisation des embryons de poisson zèbre pour l'évaluation du risque toxicologique : cas des perturbateurs endocriniens agissant sur l'aromatase cérébrale PREVIPOL Allergie au pollen : vers un système de prévision du risque ROSTOCK?H Risques et opportunités du stockage géologique d?hydrogène en cavités salines en France et en Europe SERENADE Vers une conception de nanomatériaux innovants, durables et sûrs Agence de l?environnement et de la maîtrise de l?énergie (Ademe) ACIBIOQA Amélioration des connaissances des installations biomasse sur la qualité de l'air AMI HYDROGENE GRHYD Gestion des réseaux par l?injection d?hydrogène pour décarboner les énergies AMP?AIR Amélioration de la représentation des émissions agricoles d'ammoniac pour une meilleure prévision de la qualité de l'air en France APOLLO Analyse économique des impacts de la pollution atmosphérique de l?ozone sur la productivité agricole et syvicole BRAINSOL Évaluation de la toxicité pour le cerveau des mélanges de polluants retrouvés au niveau de sites et sols pollués CARPE Caractérisation et réduction des émissions des procdés poudres métalliques ? Hautes énergies CARTHAGE Contribution de l'air dans les risques et transferts associés aux HAP en agricultures urbaines : gestion et évaluation CARVE 2 Seconde campagne de mesure de particules à l'émission des foyers domestiques alimentés au bois dans la vallée de l'Arve CONCEPTECH Conception d?appareils domestiques de chauffage au bois performants EVALPHYTO Suite du projet Phytosed EVORA Détermination des émissions d?espèces semi-volatiles organiques par classes de volatilité ? impact sur la modélisation de la qualité de l?air EXTRA-ZN Production de biomasses enrichies en Zn par phytoextraction pour l'écocatalyse IDOLES Innovation et pré-développement d'éléments lithium-ion optimisés à électrolytes liquides METERDIOX-TER Vers un dispositif de détection de dioxines à l?émission de sources fixes MethanEmis Recommandations et travaux en cours en vue de limiter les émissions de méthane dans les installations de méthanisation agricole NANOWET Incinération haute température de déchets halogénés/soufrés et nanodéchets ? Caractérisation des émissions et évaluation du procédé de lavage des fumées PhytEO Phytostabilization and Essential. La production d?huiles essentielles : une filière éco-innovante de reconversion des sites historiquement pollués POLQA Politiques d?amélioration de la qualité de l?air grâce aux pratiques agricoles PRESSENS Émissions de composés volatiles et particulaires par les désodorisants non combustibles utilisés dans les environnements intérieurs : définition d?un protocole d?essai, évaluation des émissions et analyses 65 QABINE 2 Qualité de l?air dans les habitacles en déplacement 2 QAI ARVE Impact du chauffage au bois sur la qualité de l?air intérieur RHAPSODIE Répartition gazeuse et particulaire des HAPs, nitro-HAP et oxy-HAP émis par des véhicules Euro 6 diesel et essence RHAPSODIE 2 Émission de polluants non réglementés des véhicules légers et impact des carburants REGIC Renforcement par géosynthétique intelligent pour risque cavités RIVAGE Réduction des transferts dans les végétaux potagers par amendement : gestion et évaluation SODEMASS Déconvolution des sources de combustion de biomasse TIPOMO Etude du transfert, indice de préoccupation : outil pour valorisation des friches moyennement contaminées TOXINTRANSPORT Caractérisation des particules inhalées : s?approcher de l?impact sur le vivant Agence nationale de sécurité sanitaire de l?alimentation, de l?environnement et du travail (Anses) ACCEDERA Amélioration de la précision des mesures personnelles aux fréquences radio et caractérisation des niveaux d'exposition AIDEZ Amélioration des essais in vivo pour l?identification des perturbateurs endocriniens à l?aide de poissons zèbres génétiquement modifiés AMPERE Caractérisation de l'exposition résidentielle aux ondes radiofréquences ECLAIR Sources pré-déformées pour des analyses haute résolution de l?impact du rayonnement radiofréquence sur l?activité cérébrale Indee Caractérisation et identification de perturbateurs endocriniens environnementaux dans les milieux aquatiques : une approche inter-espèces LULI Développement d'un dispositif innovant in vitro pour l'évaluation toxicologique de xénobiotiques inhalés : poumon/foie NANOTOXY Capteur innovant photonique pour mesure du potentiel REDOX des aérosols nano structurés NeuroPrem-RF Impact de l?exposition chronique aux champs électromagnétiques de types radiofréquences sur le développement physiologique du nouveau-né prématuré PPV DITHIO Fiche de pharmacovigilance Dithiocarbamates PPV CAMP EXPL Campagne exploratoire Anses/Atmo/Ineris RFEXPO-ELFE Exposition aux radiofréquences des enfants de la cohorte ELFE SKIN-RF Réponse adaptative par exposition aux RF sur les dommages de la peau humaine induite par rayonnement UV solaire Ministère de la Transition écologique PEPPER Plateforme public-privé pour la pré-validation de méthodes de caractérisation des perturbateurs endocriniens Empreintes environnementales Identification des sources de contamination et intelligence artificielle Conseil régional des Hauts-de-France PHYTOEXCO Étude des performances de phytoextraction du Zn et du Cd de l?hyperaccumulateur Arabidopsis halleri en co-culture avec le saule 66 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES L?orientation et l?évaluation scientifique sont assurées par un conseil scientifique, trois commissions scientifiques spécialisées et une commission d?orientation de la recherche et de l?expertise. CONSEIL SCIENTIFIQUE Présidente Corinne GENDRON ? Avocate, MBA, Ph.D. ? Professeure titulaire Département de stratégie, responsabilité sociale et environnementale École des sciences de la gestion, Université du Québec à Montréal (UQAM) Québec, Canada Vice-président Philippe FREYSSINET ? Directeur de la stratégie, de la recherche et de la communication BRGM Membres Michel De LARA ? CERMICS, université Paris Est, ? École des Ponts Paris-Tech Isabelle MOMAS ? Université Paris Descartes, Faculté de pharmacie Michel SARDIN ? Professeur ENSIC, université de Lorraine Valérie CABUIL ? Rectrice de la région académique Hauts-de-France, rectrice de l?académie de Lille Mme Nadine GABAS ? Qualité Sécurité-Environnement ENSIACET COMMISSIONS SCIENTIFIQUES SPÉCIALISÉES Commission scientifique « Risques accidentels » Président Éric CLIMENT ? Directeur adjoint Institut de mécaniques des fluides de Toulouse Vice-président Murès ZAREA ? Directeur de programmes R&D Engie Hervé BREULET ? Directeur des risques accidentels Institut scientifique de service public (Belgique) André CARRAU ? Ingénieur senior EDF Nabiha CHAUMEIX ? Institut des sciences de l?ingénierie et des systèmes (INSIS) CNRS Éric CHOJNACKI ? Expert IRSN Lionel ESTEL ? Professeur Laboratoire de sécurité des procédés chimiques INSA Rouen Olivier GUILLAUME ? Chercheur-expert EDF R&D Laurent JOUBERT ? Professeur Département Chimie, université de Rouen Marc-Xavier JOUBERT ? Directeur environnement risques industriels Suez Thierry MEYER ? Maître d?enseignement et de recherche, Groupe sécurité chimique et physique École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Guy MIGAULT ? Corporate process manager Solvay Isabelle PEZRON ? Professeur Département Génie des procédés Université technologique de Compiègne Valérie SAUVANT-MOYNOT ? IFP Énergies nouvelles Laure SAUVAGE ? Directrice de projets Adage Environnement Claude VALOT ? Consultant senior Dedale Commission scientifique « Risques chroniques » Présidente Jeanne GARRIC ? Directrice adjointe scientifique du département Eaux, directrice de recherche Irstea GOUVERNANCE SCIENTIFIQUE 67 Vice-président Jean-François DOUSSIN ? Professeur de chimie atmosphérique Université de Créteil Armelle BAEZA ? Professeur en toxicologie environnementale Université Paris VII - Diderot Nils Axel BRAATHEN ? Administrateur principal, division des Performances et de l?Information environnementales de la direction de l?Environnement OCDE Séverine DEGUEN ? Enseignant-chercheur de biostatistique et d?épidémiologie environnementale Ecole de hautes études en santé publique (EHESP) Cécile DELATTRE ? Pilote d?affaire environnement RTE George FAVRE ? Responsable de programme R&D LNE Sophie GODIN-BEEKMANN ? Directrice de recherche, laboratoire Atmosphère, Milieux, Observations spatiales IPSL Isabelle LAMY ? Directeur de recherche Inra Agnès LEFRANC ? Chef du service de Santé environnementale Mairie de Paris Laurent MENUT ? Directeur de recherche Laboratoire de métrologie dynamique École polytechnique Patricia MERDY ? Maître de conférences Département de chimie, laboratoire Processus de transferts et d?échanges dans l?environnement Université de Toulon Luc MOSQUERON ? Expert R&D Veolia Environnement Alexandre PERY ? Directeur du centre Maine ABIES, Agroparis tech Jean PRYGIEL ? Expert en études et innovation Agence Eau Artois Picardie Emmanuelle VULLIET ? Group leader Technology ans Research in Analytical Chemistry for Environment, health and their interactions ISA Lyon Commission scientifique « Risques sol et sous-sol » Président Patrick DE BUHAN ? Professeur de mécanique ENPC, CGEDD Vice-présidente Véronique MERRIEN-SOUKATCHOFF ? Professeur de géologie de l?ingénieur CNAM Serge BROUYERE ? Chef de travaux Urban environnement engineering Université de Liège Christophe CHEVALIER ? Directeur service sols, roches et ouvrages géotechniques Ifsttar Hervé CUCHE ? Retraité Solvay, ingénieur génie minier Philippe DE DONATO ? Directeur adjoint UMR Géoressources Université de Lorraine Guilhem DEVEZ ? Chef de la division géologie-géotechnique EDF Anne-Marie DUVAL ? Directrice déléguée de recherche Cerema Evelyne FOERSTER ? Chef du laboratoire d?études de mécanique sismique CEA Albert GENTER ? Directeur général adjoint Es Géothermie Catherine JACQUARD ? Directrice technique, ingénieur géologue Fondasol Vincent LAGNEAU ? Directeur adjoint du centre de géosciences École des Mines ParisTech Frédéric PLAS ? Directeur de recherche et développement Géosciences Andra Amel REJEB ? Vice-présidente R&D OCP international Jean SCHMITTBUHL ? Directeur de recherche École et observatoire des sciences de la terre 68 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES COMMISSION D'ORIENTATION DE LA RECHERCHE ET DE L?EXPERTISE (CORE) Mandat 2018-2020 La Core représente la concrétisation de la démarche d?ouverture de l?Institut à l?échelle de sa gouvernance. Aux côtés du conseil scientifique et des commissions scientifiques spécialisées, elle a pour mission de rendre des avis et émettre des recommandations sur les thématiques de travail, les programmes et les études de l?Ineris. La Core est composée de plusieurs collèges représentatifs de l?ensemble des parties prenantes de la société civile impliquées sur les questions de risque industriel et environnemental?: monde académique, ONG et associations représentant les citoyens, élus du territoire, organisations syndicales, industriels, services de l?État. L?Ineris rend hommage à la mémoire de Vincent Perrot, animateur du secteur santé de la CLCV et ancien président de la CLCV Paris, qui a apporté une contribution précieuse à la Core ces six dernières années. Personnalités qualifiées de l?enseignement supérieur ou de la recherche Brice LAURENT ? Chargé de recherche Centre de sociologie de l?innovation, Mines ParisTech Clément MABI ? Maître de conférences en science de l?information et de la participation UTC Compiègne Collège Industriels Frédéric LECHAUDEL ? chef du département réglementation, advocay & représentations externes Total SA Henri MOLLERON (vice-président) ? Directeur Environnement COLAS Sylvaine RONGA-PEZERET ? Médecin toxicologue Service des études médicales EDF Mme Marie ZIMMER ? Expert technique réglementations produits France Chimie Collège Associations Maxime COLIN ? Chargé de mission juridique France nature environnement (FNE) Francis GLEMET ? Porte-parole Coordination nationale médicale santé environnement (CNMSE) Jean-Yves LEBER ? Porte-parole ? Écologie sans frontière (ESF) Vincent PERROT ? Animateur du secteur santé Consommation, logement, cadre de vie (CLCV) Collège Syndicats Gérald HAYOTTE (président) ? Confédération française démocratique du travail (CFDT) Collège Élus René DROUIN ? Maire de Moyeuvre-Grande Irène FELIX ? Conseillère départementale du Cher ? Conseillère municipale de Bourges ? Secrétaire générale FNESR Michel GUILLOUX ? Adjoint au maire de Feyzin Marine TONDELIER ? Conseillère communautaire d?Hénin-Carvin ? Conseillère municipale d?Hénin-Beaumont Collège État Patrick BERGEOT ? Chef du service de la recherche (représenté par Sylvain ROTILLON, chef de la mission Gouvernance de l?environnement, science et société) Ministère en charge de l?environnement Cédric BOURILLET ? Directeur général de la prévention des risques (représenté par Delphine RUEL, sous-directrice des risques accidentels) Ministère en charge de l?environnement 69 RISQUES CHRONIQUES Alexandre PERLEIN Évaluation des performances techniques et environnementales d?un projet biobasé à potentiel maximal : de l?outil d?aide à la décision au terrain, et inversement 2019/2022 Amélie CANT Approche multimarqueur de la génotoxicité chez l?épinoche à trois épines pour une application en biosurveillance de la qualité des milieux aquatiques 2019/2022 Andrea RIVERO ARZE Interaction et accumulation des nanoparticules chez les organismes aquatiques 2018/2021 Armelle CHRISTOPHE Étude des polluants PE chez les embryons de poisson zèbre : apport des modèles génétiquement modifiés (transgéniques, Knock out) pour prédire les impacts toxicologiques sur la santé humaine et environnementale 2019/2022 Arnaud GRIGNET Étude des performances de phytoextraction du Zn et du Cd de l?hyperaccumulateur Arabidopsis halleri en co-culture avec le saule (PHYTOEXCO) 2017/2020 Camille MOUGIN Impact d?expositions aux champs électromagnétiques du téléphone portable sur les processus cellulaires de maturation et de plasticité cérébrales et identification de biomarqueurs d?effets cérébraux 2018/2021 Camille NOBLET Caractérisation chimique de l?aérosol organique atmosphérique en utilisant des approches d?analyses non ciblées 2018/2021 Clémence CHARDON Développement de l?approche EDA : optimisation de la méthodologie et application à la caractérisation de perturbateurs endocriniens (PE) spécifiques du zebrafish dans les eaux de surface 2018/2021 Corentin MIT Modélisation mécanistique du lien entre les biomarqueurs d?effets précoces et les impacts sur les populations chez l?épinoche à trois épines 2019/2022 Corentin REGRAIN Optimisation des outils d?évaluation de l?exposition spatialisée et intégrée 2017/2020 Florian PHILIPPE Analyse physico-chimique et compréhension des mécanismes de génération des particules aérosols issues du freinage d?un véhicule automobile 2017/2020 Hugo ROLLIN Utilisation des données de micro-capteurs pour la modélisation et la cartographie de la qualité de l?air à l?échelle urbaine 2019/2022 Ibtihel BEN DHIAB Etude de la biodistribution quantitative et qualitative de nanoparticules d?oxyde de titane (TiO2) après inhalation chez le rat 2017/2020 Jasmina WALLACE Brain activity and alpha band analysis after exposure to radiofrequency signal (900 MHz) on healthy volunteers: EEG/MEG study combined with an anatomical MRI 2016/2019 Julie DE OLIVEIRA Utilisation de poissons zèbres génétiquement modifiés pour l?étude des mécanismes et des effets des perturbateurs endocriniens 2017/2020 Lei JIANG Improvement of high resolution air quality simulation and forecast - Focus on urban and peri urban areas on pollution episodes in France 2017/2020 Leïla SIMON Détermination des sources de polluants atmosphériques carbonés (gazeux et particulaires) en Ile-de-France 2019/2022 Maiqi XIANG Technique de prélèvement d?aérosol sur grille met poreuse 2017/2020 Marc CODACCIONI Development of a pregnancy-Physiologically Based Toxicokinetic (p-PBTK) model for high-throughput screening of chemicals 2016/2019 Marie DELLISE Évaluation multicritère et multi-objectif à l?échelle locale des performances des entreprises en regard des Meilleures Technique Disponibles 2017/2020 38 THESES DE DOCTORAT EN COURS AU 31 DECEMBRE 2019 70 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Sabrina MADIEDO-PODVRSAN Barrières pulmonaires in vitro cultivées en condition dynamique et couplées à une biopuce hépatique : application en toxicologie prédictive 2019/2022 Ségolène SIMEON Modélisation mathématique systémique de la toxicité envers la reproduction et le développement du poisson zèbre 2017/2020 Thi Cuc MAI Dysfonctionnement de la régulation thermique après exposition chronique chez les rongeurs 2017/2020 Wang GAO Réseaux bayésiens : méthodologie et application à l?inférence sur la structure des schémas de mode d?action en toxicologie prédictive 2017/2020 Wassim ALMOUALLEM Étude du transfert et de la persistance des Composés Aromatiques Polycycliques Oxygénés (CAP-O) dans les sols et les eaux souterraines issus de sites et sols pollués 2018/2021 Zhizhao WANG Influence des émissions anthropiques sur la formation d?aérosol organique en fonction des caractéristiques physico-chimiques de l?environnement 2019/2022 RISQUES DU SOL ET DU SOUS-SOL Ever Dennys COARITA TINTAYA Modélisation du comportement hydromécanique des argilites : anisotropies structurale et induite, relation endommagement/perméabilité 2017/2020 Dalija NAMJESNIK Seismicity in a flooded abandoned coal mine at Gardanne, Provence, France 2017/2020 Élodie LACROIX Développement d?outils de monitoring pour la détection des fuites d?hydrogène (H2) à l?aplomb des sites de stockage géologique 2018/2021 Imen ZAIER Rôle du transport particulaire lié à la déstructuration de gypses poreux dans le développement de cavités de dissolution 2017/2020 Kamel DRIF Développement d?outils de monitoring des réservoirs géothermiques profonds à partir du suivi haute résolution de la micro-sismicité induite et d?approches d?intelligence artificielle Development of advanced microseismic monitoring and machine learning tools for enhanced geothermal systems (EGS) 2019/2022 RISQUES ACCIDENTELS Audrey SANTANDREA Compréhension des spécificités des particules nanométriques pour une meilleure prédiction des conséquences des explosions de poussières 2017/2020 Cléante LANGREE Vers la modélisation de la propagation de vitesse de flamme pour des déflagrations consécutives à des rejets industriels accidentels 2018/2021 Hamza EL YAMANI Caractérisation du comportement de matériaux dissipatifs isolants sous chocs 2018/2021 Stéphanie EL-ZAHLANIEH Étude expérimentale des inflammations d?aérosols liquides : application aux brouillards d?hydrocarbures 2019/2022 Tamara OUEIDAT Maîtrise des risques cyber-physiques dans les installations classées 2018/2021 Thi Thu Dieu NGUYEN Understanding and modeling the Thermal Runaway of Li-ion batteries 2017/2020 OUVERTURE A LA SOCIÉTE Lucile OTTOLINI Institutionnalisation de l?ouverture à la société civile au sein des organismes de recherche : vers de nouvelles interactions sciences/sociétés ? 2017/2020 71 Type de risque Auteurs Titre Source Risques accidentels LIU, Qi ; PROUST, Christophe ; GOMEZ, François ; LUART, Denis ; LEN, Christophe Improving the Predictability of Chemical Equilibrium Software Industrial & Engineering Chemistry Research, 2019, 58 (1) : p. 411-419 PETIT, Martin ; MARLAIR, Guy ; ABADA, Sara ; WANG, Cao-Yang Safety tests for Li-secondary batteries: Modeling Safety Tests/ Events GARCHE, Jurgen ; BRANDT, Klaus - Electrochemical Power Sources: Fundamentals, Systems, and Applications. Li-Battery Safety. Amsterdam : Elsevier, 2019, p. 428-453 LE COZE, Jean-Christophe Safety as strategy: Mistakes, failures and fiascos in high-risk systems Safety Science, 2019, 116: p. 259-274 JANES, Agnès ; VIGNES, Alexis ; DUFAUD, Olivier Ignition temperatures of dust layers and bulk storages in hot environments Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2019, 59 : p. 106-177 LE COZE, Jean-Christophe How safety culture can make us think Safety Science, 2019, 118: p. 221-229 GAUDIN, Théophile ; LU, Huiling ; FAYET, Guilaume ; BERTHAULD-DRELICH, Audrey ; ROTUREAU, Patricia ; POURCEAU, Gwladys ; WADOUACHI, Anne ; VAN HECKE, Elizabeth ; NESTERENKO, Alla ; PEZRON, Isabelle Impact of the chemical structure on amphiphilic properties of sugar-based surfactants: A literature overview Advances in Colloid and Interface Science, 2019, 270 : p. 87-100 VYAZMINA, Elena ; LECOCQ, Guillaume ; COMMANAY, J. ; GREGOIRE, Yann ; JALLAIS, Simon ; KRUMENACKER, L. ; MAHON, A. ; TRELAT, S. ; TRIPATHI, A. Overpressure Effects from Propane Detonation: Comparison of Simulation Results with Experimental Data SNEGIREV, A. ; TAMANINI, F. ; BRADLEY, D. ; LIU, N. ; MOLKOV, V. ; CHAUMEIX, N. - Proceedings of the ninth international seminar on fire and explosion hazards. 2019, p. 257-268 LE COZE, Jean-Christophe Storytelling or theory building? Hopkins? sociology of safety Safety Science, 2019, 120 : p. 735-744 SANTANDREA, Audrey ; PACAULT, S. ; PERRIN, Laurent ; VIGNES, Alexis ; DUFAUD, Olivier Nanopowders explosion: Influence of the dispersion characteristics Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2019, 62 : p. art. 103942 FAYET, Guillaume ; ROTUREAU, Patricia New QSPR Models to Predict the Flammability of Binary Liquid Mixtures Molecular Informatics, 2019, 38 (8-9): p. art. 1800122 LIU, Qi ; PROUST, Christophe ; GOMEZ, François ; LUART, Denis ; LEN, Christophe Sensitivity of the predictability of chemical equilibrium software to the choice of the products Industrial & Engineering Chemistry Research, 2019, 58 (8) : p. 2654-2660 GUENNOC, Fanny Activité et influence des préventeurs au sein d?une organisation à risque. Le cas d?un site de production dans le secteur de la chimie pharmaceutique Thèse de doctorat. Université de Bretagne Sud, 07/05/2019 MAZRI, Chabane ; TSOUKIAS, Alexis ; DANIELL, Katherine A. Decision support in participatory contexts: the organisational design dimension International Journal of Decision Support System Technology, 2019, 11 (3) Publications 2019 72 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques accidentels LIU, Qi ; TADRENT, Sarra ; PROUST, Christophe ; GOMEZ, François ; KHELFA, Anissa ; LUART, Denis ; LEN, Christophe Theoretical analysis of the "green" synthesis of aniline by reduction of nitrobenzene Chemical Engineering Science, 2020, 211 : p. art. 115275 WILLMANN, Christophe ; TRUCHOT, Benjamin New energy carriers and additional risks for user safety in tunnels Proceedings of the 15th International Interflam Conference. 2019, p. 1833-1844 MURALIDHARA, Anitha ; GRUTER, Gert-Jan ; LEN, Christophe ; MARLAIR, Guy Exploratory analysis of fire risks pertaining to furanic platform chemicals Proceedings of the 15th International Interflam Conference. 2019, p. 1661-1669 LE COZE, Jean-Christophe Hopkins' view of structure and culture (one step closer to strategy) Safety Science, 2020, 122 : p. art. 104541 LE COZE, Jean-Christophe Safety Science Research: Evolution, Challenges and New Directions Boca Raton : CRC Press, 2019 LE COZE, Jean-Christophe Visualising Safety LE COZE, Jean-Christophe - Safety Science Research : Evolution, Challenges and New Directions. Boca Raton : CRC Press, 2019, p. 151-172 DUCLOS, Audrey Développement et mise au point de modèles phénoménologiques et de maîtrise des risques d'explosion pour la filière émergeante hydrogène-énergie Thèse de doctorat. Université de Technologie de Compiègne, 29/10/2019 MURALIDHARA, Anitha Physico-chemical safety issues pertaining to biosourced furanics valorization with a focus on humins as biomass resource Thèse de doctorat. Université de Technologie de Compiègne, 10/10/2019 MENICACCI, Eleonora Compréhension et prédiction des mécanismes d'incompatibilités chimiques à l'aide de la DFT Thèse de doctorat. Université de Paris 6, 29/11/2019 GAUDIN, Théophile ; ROTUREAU, Patricia ; PEZRON, Isabelle ; FAYET, Guillaume Estimating the adsorption efficiency of sugar-based surfactants from QSPR models International Journal of Quantitative Structure-Property Relationships, 2019, 4 (2) : p. art. 2 LEES, Philip ; GANT, Simon ; BETTIS, Richard ; VIGNES, Alexis ; LACOME, Jean-Marc ; DUFAUD, Olivier Review of recent incidents involving flammable mists Proceedings of Hazards 29. 2019 GREGOIRE, Yann ; LEPRETTE, Emmanuel ; PROUST, Christophe Function Testing of Passive Explosion Isolation Flap Valves SNEGIREV, A. ; TAMANINI, F. ; BRADLEY, D. ; LIU, N. ; MOLKOV, V. ; CHAUMEIX, N. - Proceedings of the ninth international seminar on fire and explosion hazards. 2019, p. 345-355 GREGOIRE, Yann ; LEPRETTE, Emmanuel ; PROUST, Christophe On the Usefulness of Phenomenological Approach to Model Explosions in Complex Industrial Systems SNEGIREV, A. ; TAMANINI, F. ; BRADLEY, D. ; LIU, N. ; MOLKOV, V. ; CHAUMEIX, N. - Proceedings of the ninth international seminar on fire and explosion hazards. 2019, p. 1234-1245 DAUBECH, Jérôme ; LEPRETTE, Emmanuel ; PROUST, Christophe ; LECOCQ, Guillaume Further insight into the gas flame acceleration mechanisms in pipes. Part I: Experimental work Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2019, 62 : p. art. 103930 LECOCQ, Guillaume ; LEPRETTE, Emmanuel ; DAUBECH, Jérôme ; PROUST, Christophe Further insight into the gas flame acceleration mechanisms in pipes. Part II: Numerical work Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2019, 62 : p. art. 103919 73 Type de risque Auteurs Titre Source Risques accidentels NGUYEN, Thi Thu Dieu ; ABADA, Sara ; LECOCQ, Amandine ; BERNARD, Julien ; PETIT, Martin ; MARLAIR, Guy ; GRUGEON, Sylvie ; LARUELLE, Stéphane Understanding the Thermal Runaway of Ni-Rich Lithium-Ion Batteries World Electric Vehicle Journal, 2019, 10 (4) : p. art. 79 VIGNES, Alexis ; KRIETSCH, Arne ; DUFAUD, Olivier ; SANTANDREA, Audrey ; PERRIN, Laurent ; BOUILLARD, Jacques Course of explosion behaviour of metallic powders - From micron to nanosize Journal of Hazardous Materials, 2019, 379 : p. art. 120767 MURALIDHARA, Anitha ; BADO-NILLES, Anne ; MARLAIR, Guy ; ENGELEN, Victor ; LEN, Christophe ; PANDARD, Pascal Humins in the environment: early stage insights on ecotoxicological aspects Biofuels Bioproducts & Biorefining, 2019, 13 (3) : p. 464-470 Risques chroniques CURCI, Gabriele ; ALYUZ, Ummugulsum ; BARO, Rocio ; BIANCONI, Roberto ; BIESER, Johannes ; CHRISTENSEN, Jesper H. ; COLETTE, Augustin ; FARROW, Aidan ; FRANCIS, Xavier V. ; JIMENEZ-GUERRERO, Pedro ; IM, Ulas ; LIU, Peng ; MANDERS, Astrid ; PALACIOS-PENA, Laura ; PRANK, Marje ; POZZOLI, Luca ; SOKHI, Ranjeet ; SOLAZZO, Efisio ; TUCCELLA, Paolo ; UNAL, Alper ; VIVANCO, Marta G. ; HOGREFE, Christian ; GALMARINI, Stefano Modelling black carbon absorption of solar radiation: combining external and internal mixing assumptions Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 181-204 THEOBALD, Mark ; VIVANCO, Marta G. ; AAS, Wenche ; ANDERSSON, Camilla ; CIARELLI, Giancarlo ; COUVIDAT, Florian ; CUVELIER, Kees ; MANDERS, Astrid ; MIRCEA, Mihaela ; PAY, Maria-Teresa ; TSYRO, Svetlana ; ADANI, Mario ; BERGSTROM, Robert ; BESSAGNET, Bertrand ; BRIGANTI, Gino ; CAPPELLETTI, Andrea ; D'ISIDORO, Massimo ; FAGERLI, Hilde ; MAR, Kathleen ; OTERO, Noelia ; RAFFORT, Valentin ; ROUSTAN, Yelva ; SCHAAP, Martijn ; WIND, Peter ; COLETTE, Augustin An evaluation of European nitrogen and sulfur wet deposition and their trends estimated by six chemistry transport models for the period 1990-2010 Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 379-405 BRACK, Werner ; AIT-AISSA, Selim ; BACKHAUS, Thomas ; DULIO, Valeria ; ESCHER, Beate I. ; FAUST, Michael ; HILSCHEROVA, Klara ; HOLLENDER, Juliane ; HOLLERT, Henner ; MULLER, Christin ; MUNTHE, John ; POSTHUMA, Leo ; SEILER, Thomas B. ; SLOBODNIK, Jaroslav ; TEODOROVIC, Ivana ; TINDALL, Andrew J. ; DE ARAGAO UMBUZEIRO, Gisela ; ZHANG, Xiaowei ; ALTENBURGER, Rolf Effect-based methods are key. The European Collaborative Project SOLUTIONS recommends integrating effect-based methods for diagnosis and monitoring of water quality Environmental Sciences Europe, 2019, 31 : p. art. 10 KIM, Youngseob ; SARTELET, Karine ; COUVIDAT, Florian Modeling the effect of non-ideality, dynamic mass transfer and viscosity on SOA formation in a 3-D air quality model Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 (2) : p. 1241-1261 74 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques ALTENBURGER, Rolf ; BRACK, Werner ; BURGESS, Robert M. ; BUSCH, Wibke ; ESCHER, Beate I. ; FOCKS, Andreas ; HEWITT, L.M. ; JACOBSEN, Bo N. ; LOPEZ DE ALDA, Miren ; AIT-AISSA, Selim ; BACKHAUS, Thomas ; GINEBREDA, Antoni ; HILSCHEROVA, Klara ; HOLLENDER, Juliane ; HOLLERT, Henner ; NEALE, Peta A. ; SCHULZE, Tobias ; SCHYMANSKI, Emma L. ; TEODOROVIC, Ivana ; TINDALL, Andrew J. ; DE ARAGAO UMBUZEIRO, Gisela ; VRANA, Branislav ; ZONJA, Bozo ; KRAUSS, Martin Future water quality monitoring: improving the balance between exposure and toxicity assessments of real-world pollutant mixtures Environmental Sciences Europe, 2019, 31 : p. art. 12 ZGHEIB, Elias ; GAO, Wang ; LIMONCIEL, Alice ; ALADJOV, Hristo ; YANG, Huan ; TEBBY, Cléo ; GAYRAUD, Ghislaine ; JENNINGS, Paul ; SACHANA, Magdalini ; BELTMAN, Joost ; BOIS, Frédéric Y. Application of three approaches for quantitative AOP development to renal toxicity Computational Toxicology, 2019, 11 : p. 1-13 BEGGIO, Giovanni ; SCHIEVANO, Andrea ; £BONATO, Tiziano ; HENNEBERT, Pierre ; PIVATO, Alberto Statistical analysis for the quality assessment of digestates from separately collected organic fraction of municipal solid waste (OFMSW) and agro-industrial feedstock. Should input feedstock to anaerobic digestion determine the legal status of digestate? Waste Management, 2019, 87 : p. 546-558 SARIGIANNIS, D.A. ; KARAKITSIOS, Spryros ; DOMINGUEZ-ROMERO, Elena ; PAPADAKI, Krystalia ; BROCHOT, Céline ; KUMAR, Vikas ; SCHUMACHER Marta ; SY, Moustapha ; MIELKE, Hans ; GREINER, Mathias ; MENGELERS, Marcel ; SCHERINGER, Martin Physiology-based toxicokinetic modelling in the frame of the European Human Biomonitoring Initiative Environmental Research, 2019, 172 : p. 216-230 HANI, Younes ; TURIES, Cyril ; PALLUEL, Olivier ; DELAHAUT, Laurence ; BADO-NILLES, Anne ; GEFFARD, Alain ; DEDOURGE-GEFFARD, Odile ; PORCHER, Jean-Marc Effects of a chronic exposure to different water temperatures and/ or to an environmental cadmium concentration on the reproduc- tion of the threespine stickleback (Gasterosteus aculeatus) Ecotoxicology and Environmental Safety, 2019, 174 : p. 48-57 BATTISTONI, Maria ; DI RENZO, Francesca ; MENEGOLA, Elena ; BOIS, Frédéric Y. Quantitative AOP based teratogenicity prediction for mixtures of azole fungicides Computational Toxicology, 2019, 11 : p. 72-81 OUNOUGHENE, Ghania ; CHIVAS-JOLY, Carine ; LONGUET, Claire ; LE BIHAN, Olivier ; LOPEZ-CUESTA, José-Marie ; LE COQ, Laurence Evaluation of nanosilica emission in polydimethylsiloxane composite during incineration Journal of Hazardous Materials, 2019, 371 : p. 415-422 BESSAGNET, Bertrand ; COUVIDAT, Florian ; LEMAIRE, Vincent A statistical physics approach to perform fast highly-resolved air quality simulations. A new step towards the meta-modelling of chemistry transport models Environmental Modelling & Software, 2019, 116 : p. 100-109 VIONE, Davide ; ALBINET, Alexandre ; BARSOTTI, Francesco ; MEKIC, Majda ; JIANG, Bin ; MINERO, Claudio ; BRIGANTE, Marcello ; GLIGOROVSKI, Sasho Formation of substances with humic-like fluorescence properties, upon photoinduced oligomerization of typical phenolic compounds emitted by biomass burning Atmospheric Environment, 2019, 206 : p. 197-207 75 Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques SERRA, Hélène ; SCHOLZE, Martin ; ALTENBURGER, Rolf ; BUSCH, Wibke ; BUDZINSKI, Hélène ; BRION, François ; AIT-AISSA, Selim Combined effects of environmental xeno-estrogens within multi-com- ponent mixtures: Comparison of in vitro human - and zebrafish - based estrogenicity bioassays Chemosphere, 2019, 227 : p. 334-344 TEBBY, Cléo ; BROCHOT, Céline ; DORNE, Jean-Lou ; BEAUDOUIN, Rémy Investigating the interaction between melamine and cyanuric acid using a Physiologically-Based Toxicokinetic model in rainbow trout Toxicology and Applied Pharmacology, 2019, 370 : p. 184-195 MAJDI, Marwa ; SARTELET, Karine ; LANZAFAME, Grazia-Maria ; COUVIDAT, Florian ; KIM, Youngseob ; CHRIT, Mounir ; TURQUETY, Solène Precursors and formation of secondary organic aerosols from wildfires in the Euro-Mediterranean region Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 (8) : p. 5543-5569 CHOLAKIAN, Arineh ; COLETTE, Augustin ; COLL, Isabelle ; CIARELLI, Giancarlo ; BEEKMANN, Matthias Future climatic drivers and their effect on PM10 components in Europe and the Mediterranean Sea Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 (7) : p. 4459-4484 ROSTKOWSKI, Pawel ; HAGLUND, Peter ; AALIZADEH, Reza ; ALYGIZAKIS, Nikiforos ; THOMAIDIS, Nikolaos ; BELTRAN ARANDES, Joaquin ; NIZZETTO, Pernilla Bohlin ; BOOIJ, Petra ; BUDZINSKI, Hélène ; BRUNSWICK, Pamela ; COVACI, Adrian ; GALLAMPOIS, Christine ; GROSSE, Sylvia ; HINDLE, Ralph ; IPOLYI, Ildiko ; JOBST, Karl ; KASERZON, Sarit L. ; LEONARDS, Pim ; LESTREMAU, François ; LETZEL, Thomas ; MAGNER, Jorgen ; MATSUKAMI, Hidenori ; MOSCHET, Christoph ; OSWALD, Peter ; PLASSMANN, Merle ; SLOBODNIK, Jaroslav ; YANG, Chun The strength in numbers : comprehensive characterization of house dust using complementary mass spectrometric techniques Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2019, 411 (10) : p. 1957-1977 TSIROS, Periklis ; BOIS, Frédéric Y. ; DOKOUMETZIDIS, Aristides ; TSILIKI, Georgia ; SARIMVEIS, Haralambos Population pharmacokinetic reanalysis of a Diazepam PBPK model: a comparison of Stan and GNU MCSim Journal of Pharmacokinetics and Pharmacodynamics, 2019, 46 (2) : p. 173-192 QUINDROIT, Paul ; BEAUDOUIN, Rémy ; BROCHOT, Céline Estimating the cumulative human exposures to pyrethroids by combined multi-route PBPK models : Application to the French population Toxicology Letters, 2019, 312 : p. 125-138 WALLACE, Jasmina ; SELMAOUI, Brahim Effect of mobile phone radiofrequency signal on the alpha rhythm of human waking EEG : A review Environmental Research, 2019, 175 : p. 274-286 BARCA, Cristian ; MARTINO, Mathieu ; HENNEBERT, Pierre ; ROCHE, Nicolas Kinetics and capacity of phosphorus extraction from solid residues obtained from wet air oxidation of sewage sludge Waste Management, 2019, 89 : p. 275-283 76 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques MIRCEA, Mihaela ; BESSAGNET, Bertrand ; D'ISIDORO, Massimo ; PIROVANO, Guido ; AKSOYOGLU, Sebnem ; CIARELLI, Giancarlo ; TSYRO, Svetlana ; MANDERS, Astrid ; BIESER, Johannes ; STERN, Rainer ; VIVANCO, Marta G. ; CUVELIER, Cornelius ; AAS, Wenche ; PREVOT, André S.H. ; AULINGER, Armin ; BRIGANTI, Gino ; CALORI, Giuseppe ; CAPPELLETTI, Andrea ; COLETTE, Augustin ; COUVIDAT, Florian ; FAGERLI, Hilde ; FINARDI, Sandro ; KRANENBURG, Richard ; ROUIL, Laurence ; SILIBELLO, Camillo ; SPINDLER, Gerald ; POULAIN, Laurent ; HERRMANN, Hartmut ; JIMENEZ, Jose L. ; DAY, Douglas, A. ; TIITTA, Petri ; CARBONE, Samara EURODELTA III exercise: An evaluation of air quality models? capacity to reproduce the carbonaceous aerosol Atmospheric Environment : X, 2019, 2 : p. art. 100018 BEDOYA-VELASQUEZ, Andres Esteban ; TITOS, Gloria ; BRAVO-ARANDA, Juan Antonio ; HAEFFELIN, Martial ; FAVEZ, Olivier ; PETIT, Jean-Eudes ; CASQUERO- VERA, Juan Andres ; OLMO-REYES, Francisco Jose ; MONTILLA-ROSERO, Elena ; ALADOS-ARBOLEDAS, Lucas ; GUERRERO-RASCADO, Juan Luis Long-term aerosol optical hygroscopicity study at the ACTRIS SIRTA observatory: synergy between ceilometer and in situ measurements Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 7883-7896 CAUDEVILLE, Julien ; HABRAN, Sarah Systèmes d?information de surveillance en santé-environnement Environnement Risques & Santé, 2019, 18 (3) : p. 235-244 BROCHOT, Céline ; CASAS, Maribel ; MANZANO-SALGADO, Cyntia ; ZEMAN, Florence Anna ; SCHETTGEN, Thomas ; VRIJHEID, Martine ; BOIS, Frédéric Y. Prediction of maternal and foetal exposures to perfluoroalkyl compounds in a Spanish birth cohort using toxicokinetic modelling Toxicology and Applied Pharmacology, 2019, 379 : p. art. 114640 FRENEY, Evelyn ; ZHANG, Yunjiang ; CROTEAU, Philip ; AMODEO, Tanguy ; WILLIAMS, Leah ; TRUONG, François ; PETIT, Jean-Eudes ; ET AL. ; FAVEZ, Olivier The second ACTRIS inter- comparison (2016) for Aerosol Chemical Speciation Monitors (ACSM): Calibration protocols and instrument performance evaluations Aerosol Science and Technology, 2019, 53(7) : 830-842 BRION, François ; DE GUSSEM, Vincent ; BUCHINGER, Sebastian ; HOLLERT, Henner ; CARERE, Mario ; PORCHER, Jean-Marc ; PICCINI, Benjamin ; FERAY, Christine ; DULIO, Valeria ; KONEMANN, Sarah ; SIMON, Eszter ; WERNER, Inge ; KASE, Robert ; AIT-AISSA, Selim Monitoring estrogenic activities of waste and surface waters using a novel in vivo zebrafish embryonic (EASZY) assay: Comparison with in vitro cell-based assays and determination of effect-based trigger values Environment International, 2019, 130 : p. art. 104896 BOSSA, Nathan ; CHAURAND, Perrine ; LEVARD, Clément ; VICENTE, Jérôme ; BORSCHNECK, Daniel ; GEANTET, Christophe ; AGUERRE- CHARIOL, Olivier ; ROSE, Jérôme Mechanisms limiting the release of TiO2 nanomaterials during photocatalytic cement alteration: the role of surface charge and porous network morphology Environmental Science Nano, 2019, 6 (2) : p. 624-634 ANDRE, L. ; ZDANEVITCH, Isabelle ; PINEAU, C. ; LENCAUCHEZ, Jeanne ; DAMIANO, A. ; PAUSS, A. ; RIBEIRO, T. Dry anaerobic co-digestion of roadside grass and cattle manure at a 60 L batch pilot scale Bioresource Technology, 2019, 289 : p. art. 121737 77 Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques MENUT, Laurent ; BESSAGNET, Bertrand What Can We Expect from Data Assimilation for Air Quality Forecast? Part I: Quantification with Academic Test Cases Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2019, 36 (2) : p. 269-279 BESSAGNET, Bertrand ; MENUT, Laurent ; COUVIDAT, Florian ; MELEUX, Frédérik ; SIOUR, Guillaume ; MAILLER, Sylvain What Can We Expect from Data Assimilation for Air Quality Forecast? Part II: Analysis with a Semi-Real Case Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2019, 36 (7) PETIT, Jean-Eudes ; PALLARES, Cyril ; FAVEZ, Olivier ; ALLEMAN, Laurent Y. ; BONNAIRE, Nicolas ; RIVIERE, Emmanuel Sources and Geographical Origins of PM10 in Metz (France) Using Oxalate as a Marker of Secondary Organic Aerosols by Positive Matrix Factorization Analysis Atmosphere, 2019, 10 (7) : p. art. 370 CATTEAU, Audrey ; LE GUERNIC, Antoine ; MARCHAND, Adrien ; HANI, Younes ; PALLUEL, Olivier ; TURIES, Cyril ; BADO-NILLES, Anne ; DEDOURGE-GEFFARD, Odile ; GEFFARD, Alain ; PORCHER, Jean-Marc Impact of confinement and food access restriction on the three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus, L.) during caging: a multi-biomarker approach Fish Physiology and Biochemistry, 2019, 45 : p. 1261-1276 HOLLENDER, Juliane ; VAN BAVEL, Bert ; DULIO, Valeria ; FARMEN, Eivind ; FURTMANN, Klaus ; KOSCHORRECK, Jan ; KUNKEL, Uwe ; KRAUSS, Martin ; MUNTHE, John ; SCHLABACH, Martin ; SLOBODNIK, Jaroslav ; STROOMBERG, Gerard ; TERNES, Thomas ; THOMAIDIS, Nikolaos ; TORNERO, Victoria High resolution mass spectrometry-based non-target screening can support regulatory environmental monitoring and chemicals management Environmental Sciences Europe, 2019, 31 : p. art. 42 LANZONI, Anna ; CASTOLDI, Anna F. ; KASS, G.E. ; TERRON, Andrea ; DE SEZE, Guilhem ; BAL-PRICE, Anna ; BOIS, Frédéric Y. ; DELCLOS, K. Barry ; DOERGE, Daniel R. ; FRITSCHE, Ellen ; HALLDORSSON, Thorhallur ; KOLOSSA-GEHRING, Marike ; BENNEKOU, Susanne Hougaard ; KONING, Frits ; LAMPEN, Alfonso ; LEIST, Marcel ; MANTUS, Ellen ; ROUSSELLE, Christophe ; SIEGRIST, Mickael ; STEINBERG, Pablo ; TRITSCHER, Angelika ; VAN DE WATER, Bob ; VINEIS, Paolo ; WALKER, Nigel ; WALLACE, Heather ; WHELAN, Maurice ; YOUNES, Maged Advancing human health risk assessment EFSA Journal, 2019, 14 (suppl. 1) : p. art. e170712 ANDRIANOME, Soafara ; YAHIA-CHERIF, Lydia ; SELMAOUI, Brahim Effect of short exposure to radiofrequency electromagnetic fields on saliva biomarkers: a study on the electrohypersensitive individuals International Journal of Radiation Biology, 2019, 95 (6) : p. 788-792 VIDAL, Alice ; BABUT, Marc ; GARRIC, Jeanne ; BEAUDOUIN, Rémy Elucidating the fate of perfluorooctanoate sulfonate using a rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) physiologically-based toxicokinetic model Science of the Total Environment, 2019, 691 : p. 1297-1309 ZIEGLER-DEVIN, Isabelle ; MENANA, Zahra ; CHRUSCIEL, Laurent ; CHALOT, Michel ; BERT, Valérie ; BROSSE, Nicolas Steam explosion pretreatment of willow grown on phytomanaged soils for bioethanol production Industrial Crops and Products, 2019, 140 : p. art. 111722 78 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques PINTO, Caroline ; HAO, Ruixin ; GRIMALDI, Marina ; THRIKAWALA, Savini ; BOULAHTOUF, Abdelhay ; AIT-AISSA, Selim ; BRION, François ; GUSTAFSSON, Jan-Ake ; BALAGUER, Patrick ; BONDESSON, Maria Differential activity of BPA, BPAF and BPC on zebrafish estrogen receptors in vitro and in vivo Toxicology and Applied Pharmacology, 2019, 380 : p. art. 114709 CODACCIONI, Marc ; BOIS, Frédéric Y. ; BROCHOT, Céline Placental transfer of xenobiotics in pregnancy physiologically-based pharmacokinetic models: Structure and data Computational Toxicology, 2019, 12 : p. art. 100111 ALBINET, Alexandre ; LANZAFAME, Grazia-Maria ; SRIVASTAVA, Deepchandra ; BONNAIRE, Nicolas ; NALIN, Federica ; WISE, Stephen A. Analysis and determination of secondary organic aerosol (SOA) tracers (markers) in particulate matter standard reference material (SRM 1649b, urban dust) Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2019, 411 (23) : p. 5975-5983 CHAKRAVARTY, Somik ; FISCHER, Marc ; LE BIHAN, Olivier ; MORGENEYER, Martin Towards a theoretical understanding of dustiness Granular Matter, 2019, 21 (4) : p. art. 97 AMINZADEH, Reza ; THIELENS, Arno ; GAILLOT, Davy Paul ; LIENARD, Martine ; KONE, Lamine ; AGNEESSENS, Sam ; VAN TORRE, Patrick ; VAN DEN BOSSCHE, Matthias ; VERLOOCK, Leen ; DONGUS, Stefan ; EEFTENS, Marloes ; HUSS, Anke ; VERMEULEN, Roel ; DE SEZE, René ; CARDIS, Elisabeth ; ROGIER, HendriK ; ROOSLI, Martin ; MARTENS, Luc ; JOSEPH, Wout A multi-band body-worn distributed exposure meter for personal radio-frequency dosimetry in diffuse indoor environments IEEE Sensors Journal, 2019, 19 (16) : p. 6927-6937 GIUSTI, Anna ; ATLURI, Rambabu ; TSEKOVSKA, Rositsa ; GAJEWICZ, Agnieszka ; APOSTOLOVA, Margarita D. ; BATTISTELLI, Chiara L. ; BLEEKER, Eric A.J. ; BOSSA, Cecilia ; BOUILLARD, Jacques ; DUSINSKA, Maria ; GOMEZ-FERNANDEZ, Paloma ; GRAFSTROM, Roland ; GROMELSKI, Maciej ; HANDZHIYSKI, Yordan ; RAUN JACOBSEN, Nicklas ; JANTUNEN, Paula ; JENSEN, Keld Alstrup ; MECH, Agnieszka ; NAVAS, José Maria ; NYMARK, Penny ; OOMEN, Agnes G. ; PUZYN, Tomasz ; RASMUSSEN, Kirsten ; RIEBELING, Christian ; RODRIGUEZ-LLOPIS, Isabel ; SABELLA, Stefania ; RIEGO SINTES, Juan ; SUAREZ-MERINO, Blanca ; TANASESCU, Speranta ; WALLIN, Hakan ; HAASE, Andrea Nanomaterial grouping: Existing approaches and future recommendations NanoImpact, 2019, 16 : p. art. 100182 KARAGULIAN, Federico ; BARBIERE, Maurizio ; KOTSEV, Alexander ; SPINELLE, Laurent ; GERBOLES, Michel ; LAGLER, Friedrich ; REDON, Nathalie ; CRUNAIRE, Sabine ; BOROWIAK, Annette Review of the performance of low-cost sensors for air quality monitoring Atmosphere, 2019, 10 (9) : p. art. 506 SAUER, Pavel ; TUMOVA, Jitka ; STEINBACH, Christoph ; GOLOVKO, Oksana ; KOMEN, Hans ; MAILLOT- MARECHAL, Emmanuelle ; MACHOVA, Jana ; GRABIC, Roman ; AIT-AISSA, Selim ; KROUPOVA, Hana Kocour Chronic simultaneous exposure of common carp (Cyprinus carpio) from embryonic to juvenile stage to drospirenone and gestodene at low ng/L level caused intersex Ecotoxicology and Environmental Safety, 2020, 188 : p. art. 109912 79 Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques GUIGUES, Nathalie ; LEPOT, Bénédicte ; CABILLIC, Julie ; RAVEAU, Sandrine ; FERRET, Céline ; MARESCAUX, Nathalie ; LALERE, Béatrice Assessing the performance of measurement devices for continuously monitoring of organic matter and nutrient in river water Accreditation and Quality Assurance, 2019: p. Accepté CHOLAKIAN, Arineh ; BEEKMANN, Matthias ; COLL, Isabelle ; CIARELLI, Giancarlo ; COLETTE, Augustin Biogenic secondary organic aerosol sensitivity to organic aerosol simulation schemes in climate projections Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 13209?13226 CALAS, Aude ; UZU, Gaëlle ; BESOMBES, Jean-Luc ; MARTINS, Jean ; REDAELLI, Mattéo ; WEBER, Samuel ; CHARRON, Aurélie ; ALBINET, Alexandre ; CHEVRIER, Florie ; BRULFERT, Guillaume ; MESBAH, Boualem ; FAVEZ, Olivier ; JAFFREZO, Jean-Luc Seasonal Variations and Chemical Predictors of Oxidative Potential (OP) of Particulate Matter (PM), for Seven Urban French Sites Atmosphere, 2019, 10 (11) : p. art. 698 CARNESECCHI, Edoardo ; SVENDSEN, Claus ; LASAGNI, Stefano ; GRECH, Audrey ; QUIGNOT, Nadia ; AMZAL, Billy ; TOMA, Cosimo ; TOSI, Simone ; RORTAIS, Agnes ; CORTINAS- ABRAHANTES, Jose ; CAPRI, Ettore ; KRAMER, Nynke ; BENFENATI, Emilio ; SPURGEON, David ; GUILLOT, Gilles ; CHRISTIAN, Jean Lou ; DORNE, Michel Investigating combined toxicity of binary mixtures in bees: Meta-analysis of laboratory tests, modelling, mechanistic basis and implications for risk assessment Environment International, 2019, 133 : p. art. 105256 HE, Yao ; SUN, Yele ; WANG, Qingqing ; ZHOU, Wei ; XU, Weiqi ; ZHANG, Yunjiang ; XIE, Conghui ; ZHAO, Jian ; DU, Wei ; QIU, Yanmei ; LEI, Lu ; FU, Pingqing ; WANG, Zifa ; WORSNOP, Douglas A Black Carbon-Tracer Method for Estimating Cooking Organic Aerosol From Aerosol Mass Spectrometer Measurements Geophysical Research Letters, 2019, 46 (14) : p. 8474-8483 RAMME, Anja Patricia ; KOENIG, Leopold ; HASENBERG, Tobias ; SCHWENK, Christine ; MAGAUER, Corinna ; FAUST, Daniel ; LORENZ, Alexandra K. ; KREBS, Anna-Catharina ; DREWELL, Christopher ; SCHIRRMANN, Kerstin ; VLADETIC, Alexandra ; LIN, Grace-Chiaen ; PABINGER, Stephan ; NEUHAUS, Winfried ; BOIS, Frédéric Y. ; LAUSTER, Roland ; MARX, Uwe ; DEHNE, Eva-Maria Autologous induced pluripotent stem cell-derived four-organ-chip Future Science OA, 2019 : p. art. FSO413 HENNEBERT, Pierre Proposition of threshold for waste contaminated with mercury (compounds) in application of the Minamata convention on mercury and impact assessment Detritus, 2019: p. art. FSO413 BARRICK, Andrew ; CHATEL, Amelie ; MANIER, Nicolas ; KALMAN, Judit ; NAVAS, José Maria ; MOUNEYRAC, Catherine Investigating the Impact of Manufacturing Processes on the Ecotoxicity of Carbon Nanofibers: A Multi?Aquatic Species Comparison Environmental Toxicology and Chemistry, 2019, 38 (10) : p. 2314-2325 FAUST, Michael ; BACKHAUS, Thomas ; ALTENBURGER, Rolf ; DULIO, Valeria ; VAN GILS, Jos ; GINEBREDA, Antoni ; KORTENKAMP, Andrea ; MUNTHE, John ; POSTHUMA, Leo ; SLOBODNIK, Jaroslav ; TOLLEFSEN, Knut Erik ; VAN WEZEL, Annemarie ; BRACK, Werner Prioritisation of water pollutants: the EU Project SOLUTIONS proposes a methodological framework for the integration of mixture risk assessments into prioritisation procedures under the European Water Framework Directive Environmental Sciences Europe, 2019, 31 : p. art. 66 80 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques HENNEBERT, Pierre Proposition of threshold for waste contaminated with mercury (compounds) in application of the Minamata convention on mercury and impact assessment SARDINIA 2019 : Proceedings of the 17th International waste management and landfill symposium. Italy : CISA Publisher, 2019 HENNEBERT, Pierre The sorting of waste for a circular economy : sampling when (very) few particles have (very) high concentrations of contaminant or valuable element SARDINIA 2019 : Proceedings of the 17th International waste management and landfill symposium. Italy : CISA Publisher, 2019 HENNEBERT, Pierre Literature evidence on the brominated flame retardant content in plastics of construction, of textiles/furnitures and of non-food packaging: should they be sorted before recycling? SARDINIA 2019 : Proceedings of the 17th International waste management and landfill symposium. Italy : CISA Publisher, 2019 CIARELLI, Giancarlo ; THEOBALD, Mark ; VIVANCO, Marta G. ; BEEKMANN, Matthias ; AAS, Wenche ; ANDERSSON, Camilla ; BERGSTROM, Robert ; MANDERS-GROOT, Astrid M.M. ; COUVIDAT, Florian ; MIRCEA, Mihaela ; TSYRO, Svetlana ; FAGERLI, Hilde ; MAR, Kathleen ; RAFFORT, Valentin ; ROUSTAN, Yelva ; PAY, Maria-Teresa ; SCHAAP, Martijn ; KRANENBURG, Richard ; ADANI, Mario ; BRIGANTI, Gino ; CAPPELLETTI, Andrea ; D'ISIDORO, Massimo ; CUVELIER, Cornelis ; CHOLAKIAN, Arineh ; BESSAGNET, Bertrand ; WIND, Peter ; COLETTE, Augustin Trends of inorganic and organic aerosols and precursor gases in Europe : insights from the EURODELTA multi-model experiment over the 1990?2010 period Geoscientific Model Development, 2019, 12 : p. 4923-4954 BOICHU, Marie ; FAVEZ, Olivier ; RIFFAULT, Véronique ; PETIT, Jean-Eudes ; ZHANG, Yunjiang ; BROGNIEZ, Colette ; SCIARE, Jean ; CHIAPELLO, Isabelle ; CLARISSE, Lieven ; ZHANG, Shouwen ; PUJOL-SOHNE, Nathalie ; TISON, Emmanuel ; DELBARRE, Hervé ; GOLOUB, Philippe Large-scale particulate air pollution and chemical fingerprint of volcanic sulfate aerosols from the 2014?2015 Holuhraun flood lava eruption of Baroarbunga volcano (Iceland) Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 14253-14287 JIANG, Jianhui ; AKSOYOGLU, Sebnem ; EL-HADDAD, Imad ; CIARELLI, Giancarlo ; DENIER VAN DER GON, Hugo ; CANONACO, Francesco ; GILARDONI, Stefania ; PAGLIONE, Marco ; MINGUILLON, Maria Cruz ; FAVEZ, Olivier ; ZHANG, Yunjiang ; MARCHAND, Nicolas ; HAO, Liqing ; VIRTANEN, Annele ; FLOROU, Kalliopi ; O'DOWD, Collin ; OVADNEVAITE, Jurgita ; BALTENSPERGER, Urs ; PREVOT, André S.H. Sources of organic aerosols in Europe : A modelling study using CAMx with modified volatility basis set scheme Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19(24) : 15247-15270 BESSET, Dimitri ; SELMAOUI, Brahim ; TOURNEUX, Pierre ; LEKE, André ; DELANAUD, Stéphane ; DE SEZE, René ; BLANCHARD, Erwan Stephan Environmental radiofrequency electromagnetic field levels in a department of pediatrics Environmental Research, 2020, 181 : art. 108894 81 Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques LANGUILLE, Baptiste ; GROS, Valérie ; PETIT, Jean-Eudes ; HONORE, Cécile ; BAUDIC, Alexia ; PERRUSSEL, Olivier ; FORET, Gilles ; MICHOUD, Vincent ; TRUONG, François ; BONNAIRE, Nicolas ; SARDA-ESTEVE, Roland ; DELMOTTE, Marc ; FERON, Anais ; MAISONNEUVE, Franck ; GAIMOZ, Cécile ; FORMENTI, Paola ; KOTTHAUS, Simone ; HAEFFELIN, Martial ; FAVEZ, Olivier Wood burning: a major source of Volatile Organic Compounds during wintertime in the Paris region Science of the Total Environment, 2020, 711 : art. 135055 FILELLA, Monteserrat ; HENNEBERT, Pierre ; OKKENHAUG, Gudny ; TURNER, Andrew Occurrence and fate of antimony in plastics Journal of Hazardous Materials, 2019: p. Accepté HENNEBERT, Pierre Hazard classification of waste: review of available practical methods and tools Detritus, 2019, 7 : p. 13-28 VELLY, Nathalie Comment sont gérés les sols pollués ? Year book Santé et Environnement. Montrouge : John Libbey Eurotext Ltd., 2019, p. 281-284 BRIGNON, Jean-Marc ; CANTUARIAS, Carmen ; CHAPON, Valentin ; MOMBELLI, Enrico Rejets de micropolluants : un essai de comparaison économique entre traitement et substitution à la source TSM - Techniques sciences méthodes, 2019 (3) : p. 27-40 BESSAGNET, Bertrand La pollution de l?air en Chine Responsabilité & Environnement - Annales des mines, 2019 (96) : p. 46-49 LEOZ-GARZIANDIA, Eva Les impacts de la pollution de l?air Responsabilité & Environnement - Annales des mines, 2019 (96) : p. 9-12 YANG, Yifan ; XIAOFENG, Xu ; ZHANG, Yunjiang ; ZHENG, Shanshan ; WANG, Lingrui ; LIU, Dantong ; GUSTAVE, Williamson ; JIANG, Lei ; HUA, Yan ; DU, Songshan ; TANG, Lili Seasonal size distribution and mixing state of black carbon aerosols in a polluted urban environment of the Yangtze River Delta region, China Science of the Total Environment, 2019, 654 : p. 300-310 IM, Ulas ; BRANDT, Jorgen ; GEELS, Camilla ; HANSEN, Kaj M. ; CHRISTENSEN, Jesper H. ; ANDERSEN, Mikael S. ; SOLAZZO, Efisio ; KIOUTSIOUKIS, Ioannis ; ALYUZ, Ummugulsum ; BALZARINI, Alessandra ; BARO, Rocio ; BELLASIO, Roberto ; BIANCONI, Roberto ; BIESER, Johannes ; COLETTE, Augustin ; ET AL. Multi-model Assessment of Air Pollution-Related Premature Mortality in Europe and U.S.: Domestic Versus Foreign Contributions MENSINK, Clemens ; GONG, Wanmin ; HAKAMI, Amir - Air pollution modeling and its application XXVI. Cham : Springer, 2020, p. 461-467 VIATTE, Camille ; WANG, Tianze ; VAN DAMME, Martin ; DAMMERS, Enrico ; MELEUX, Frédérik ; CLARISSE, Lieven ; SHEPHARD, Mark ; WHITBURN, Simon ; COHEUR, Pierre-François ; CADY-PEREIRA, Karen ; CLERBAUX, Cathy Atmospheric ammonia variability and link with PM formation: a case study over the Paris area Atmospheric Chemistry and Physics, 2020, 20(1): 577-596 GRIGNET, Arnaud ; DE VAUFLEURY, Annette ; PAPIN, Arnaud ; BERT, Valérie Urban soil phytomanagement for Zn and Cd in situ removal, greening, and Zn-rich biomass production taking care of snail exposure Environmental Science and Pollution Research, 2019: p. Accepté 82 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques PERSONNE, Stéphane Développement d'un modèle toxicocinétique basé sur la physiologie pour la perméthrine et ses métabolites chez la rate gestante Thèse de doctorat. Université d'Amiens, 25/01/2019 QUINDROIT, Paul Reconstruction de doses d'exposition pour des mélanges de substances chimiques ayant des métabolites communs : application à la famille des pyréthrinoïdes Thèse de doctorat. Institut des sciences et industries du vivant et de l?environnement (AgroParisTech), 18/11/2019 DAVID, Viviane Compréhension et prédiction des effets de substances chimiques sur la dynamique de population de l'épinoche à trois épines en mésocosmes Thèse de doctorat. Institut des sciences et industries du vivant et de l?environnement (AgroParisTech), 11/12/2019 CATTEAU, Audrey Pertinence d'une approche de biosurveillance active utilisant l?épinoche à trois épines (Gasterosteus aculeatus) dans l?évaluation d?une contamination par des effluents de station d?épuration Thèse de doctorat. Université de Reims Champagne-Ardenne, 20/12/2019 BELIS, Claudio A. ; FAVEZ, Olivier ; MIRCEA, Mihaela ; DIAPOULI, E. ; MANOUSAKAS, M.I. ; VRATOLIS, Stergios ; GILARDONI, Stefania ; PAGLIONE, M. ; DECESARI, S. ; MOCNIK, Grisa ; MOOIBROEK, Dennis ; SALVADOR, P. ; TAKAHAMA, S. ; VECCHI, Roberta ; PAATERO, Pentti European guide on air pollution source apportionment with receptor models Luxembourg : European Union, 2019 (JRC technical reports , JRC117306 ; EUR 29816) SAMAKE, Abdoulaye ; JAFFREZO, Jean-Luc ; FAVEZ, Olivier ; WEBER, Samuel ; JACOB, Véronique ; ALBINET, Alexandre ; RIFFAULT, Véronique ; PERDRIX, Esperanza ; WAKED, Antoine ; GOLLY, Benjamin ; SALAMEH, Dalia ; CHEVRIER, Florie ; OLIVEIRA, Diogo ; BONNAIRE, Nicolas ; BESOMBES, Jean-Luc ; MARTINS, Jean M.F. ; CONIL, Sébastien ; GUILLAUD, Géraldine ; MESBAH, Boualem ; ROCQ, Benoit ; ROBIC, Pierre-Yves ; HULIN, Agnès ; LE MEUR, Sébastien ; DESCHEEMAECKER, Maxence ; CHRETIEN, Eve ; MARCHAND, Nicolas ; UZU, Gaëlle Polyols and glucose particulate species as tracers of primary biogenic organic aerosols at 28 French sites Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 3357-3374 RIVIERE, Emmanuel ; BERNARD, Julien ; HULIN, Agnès ; VIRGA, Jonathan ; DUGAY, Fabrice ; CHARLES, Marie-Aline ; CHEMINAT, Marie ; CORTINOVIS, Jérôme ; DUCROZ, François ; LABORIE, Anne ; MALHERBE, Laure ; PIGA, Damien ; REAL, Elsa ; ROBIC, Pierre-Yves ; ZAROS, Cécile ; SEYVE, Emie ; LEPEULE, Johanna Air pollution modeling and exposure assessment during pregnancy in the French Longitudinal Study of Children (ELFE) Atmospheric Environment, 2019, 205 : p. 103-114 DAVID, Viviane ; JOACHIM, Sandrine ; TEBBY, Cléo ; PORCHER, Jean-Marc ; BEAUDOUIN, Rémy Modelling population dynamics in mesocosms using an individual- based model coupled to a bioenergetics model Ecological Modelling, 2019, 398 : p. 55-66 83 Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques CIARELLI, Giancarlo ; COLETTE, Augustin ; SCHUCHT, Simone ; BEEKMANN, Matthias ; ANDERSSON, Camilla ; MANDERS-GROOT, Astrid M.M. ; MIRCEA, Mihaela ; TSYRO, Svetlana ; FAGERLI, Hilde ; GONZALEZ ORTIZ, Alberto ; ADANI, Mario ; BRIGANTI, Gino ; CAPPELLETTI, Andrea ; D'ISIDORO, Massimo ; CUVELIER, Cornelius ; COUVIDAT, Florian ; MELEUX, Frédérik ; BESSAGNET, Bertrand Long-term health impact assessment of total PM2.5 in Europe during the 1990-2015 period Atmospheric Environment : X, 2019, 3 : p. art. 100032 WEBER, Samuel ; SALAMEH, Dalia ; ALBINET, Alexandre ; ALLEMAN, Laurent Y. ; WAKED, Antoine ; BESOMBES, Jean-Luc ; JACOB, Véronique ; GUILLAUD, Géraldine ; MESHBAH, Boualem ; ROCQ, Benoit ; HULIN, Agnès ; DOMINIK-SEGUE, Marta ; CHRETIEN, Eve ; JAFFREZO, Jean-Luc ; FAVEZ, Olivier Comparison of PM10 sources profiles at 15 French sites using a harmonized constrained positive matrix factorization approach Atmosphere, 2019, 10 (6) : p. art. 310 SAMAKE, Abdoulaye ; JAFFREZO, Jean-Luc ; FAVEZ, Olivier ; WEBER, Samuel ; JACOB, Véronique ; CANETE, Trishalee ; ALBINET, Alexandre ; CHARRON, Aurélie ; RIFFAULT, Véronique ; PERDRIX, Esperanza ; WAKED, Antoine ; GOLLY, Benjamin ; SALAMEH, Dalia ; CHEVRIER, Florie ; OLIVEIRA, Diogo ; BESOMBES, Jean-Luc ; MARTINS, Jean M.F. ; BONNAIRE, Nicolas ; CONIL, Sébastien ; GUILLAUD, Géraldine ; MESBAH, Boualem ; ROCQ, Benoit ; ROBIC, Pierre-Yves ; HULIN, Agnès ; LE MEUR, Sébastien ; DESCHEEMAECKER, Maxence ; CHRETIEN, Eve ; MARCHAND, Nicolas ; UZU, Gaëlle Arabitol, mannitol, and glucose as tracers of primary biogenic organic aerosol : the influence of environmental factors on ambient air concentrations and spatial distribution over France Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 11013-11030 DAVID, Viviane ; JOACHIM, Sandrine ; PORCHER, Jean-Marc ; BEAUDOUIN, Rémy Modelling BPA effects on three-spined stickleback population dynamics in mesocosms to improve the understanding of population effects Science of the Total Environment, 2019, 692 : p. 854-867 SRIVASTAVA, Deepchandra ; FAVEZ, Olivier ; PETIT, Jean-Eudes ; ZHANG, Yunjiang ; SOFOWOTE, U.M. ; BONNAIRE, N. ; PERRAUDIN, Emilie ; GROS, Valérie ; VILLENAVE, E. ; ALBINET, Alexandre Speciation of organic fractions does matter for aerosol source apportionment. Part 3: Combining off-line and on-line measurements Science of the Total Environment, 2019, 690 : p. 944-955 ZHANG, Yunjiang Multi-year source apportionment of organic aerosols and their impacts on aerosol light absorption in the Paris region, France Thèse de doctorat. Université de Versailles Saint-Quentin- en-Yvelines, 01/02/2019 MARCHAND, Adrien ; TEBBY, Cléo ; BEAUDOUIN, Rémy ; CATTEAU, Audrey ; PORCHER, Jean-Marc ; TURIES, Cyril ; BADO-NILLES, Anne Reliability evaluation of biomarker reference ranges for mesocosm and field conditions: Cellular innate immunomarkers in Gasterosteus aculeatus Science of the Total Environment, 2020, 698 : p. art. 134333 84 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques CAILLAUD, D. ; ANNESI-MAESANO, Isabelle ; BOURIN, A. ; CHINET, T. ; COLETTE, Augustin ; DE BLAY, F. ; DIXSAUT, Gilles ; HOUSSET, B. ; KLEINPETER, J. ; MALHERBE, Laure ; ROUSSEL, I. ; DALPHIN, J.C. ; CHARPIN, D. ; Groupe PAPPEI La pollution atmosphérique et ses effets sur la santé respiratoire en France. Document d?experts du groupe Pathologies pulmonaires professionnelles environnementales et iatrogéniques (PAPPEI) de la Société de pneumologie de langue française (SPLF) Revue des Maladies Respiratoires, 2019, 36(10): 1150-1183 ZHANG, Yunjiang ; FAVEZ, Olivier ; CANONACO, Francesco ; LIU, Dantong ; MOCNIK, Grisa ; AMODEO, Tanguy ; SCIARE, Jean ; PREVOT, André S.H. ; GROS, Valérie ; ALBINET, Alexandre Evidence of major secondary organic aerosol contribution to lensing effect black carbon absorption enhancement NPJ Climate and Atmospheric Science , 2018, 1: p. art. 47 BRACK, Werner ; AIT-AISSA, Selim ; BACKHAUS, Thomas ; BIRK, Sebastian ; BARCELO, Damià ; BURGESS, Robert M. ; COUSINS, Ian ; DULIO, Valeria ; ESCHER, Beate I. ; FOCKS, Andreas ; VAN GILS, Jos ; GINEBREDA, Antoni ; HERING, Daniel ; HEWITT, L.M. ; HILSCHEROVA, Klara ; HOLLENDER, Juliane ; HOLLERT, Henner ; KOCK, Marianne ; KORTENKAMP, Andrea ; LOPEZ DE ALDA, Miren ; MULLER, Christin ; POSTHUMA, Leo ; SCHUURMANN, Gerrit ; SCHYMANSKI, Emma L. ; SEGNER, Helmut ; SLEEUWAERT, Franck ; SLOBODNIK, Jaroslav ; TEODOROVIC, Ivana ; UMBUZEIRO, Gisela ; VOULVOULIS, Nick ; VAN WEZEL, Annemarie ; ALTENBURGER, Rolf Strengthen the European collaborative environmental research to meet European policy goals for achieving a sustainable, non-toxic environment Environmental Sciences Europe, 2019, 31 : p. art. 63 ZHANG, Yunjiang ; FAVEZ, Olivier ; PETIT, Jean-Eudes ; CANONACO, Francesco ; TRUONG, François ; BONNAIRE, Nicolas ; CRENN, Vincent ; AMODEO, Tanguy ; PREVOT, André S.H. ; SCIARE, Jean ; GROS, Valérie ; ALBINET, Alexandre Six-year source apportionment of submicron organic aerosols from near-continuous measurements at SIRTA (Paris area, France) Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19 : p. 14755-14776 PERSONNE, Stéphane ; MARCELO, Paulo ; PILARD, Serge ; BALTORA- ROSSET, Sylvie ; CORONA, Aurélie ; ROBIDEL, Franck ; LECOMTE, Anthony ; BROCHOT, Céline ; BACH, Véronique ; ZEMAN, Florence Anna Determination of maternal and foetal distribution of cis - and trans - permethrin isomers and their metabolites in pregnant rats by liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2019: p. Accepté PANDOLFI, Marco ; MOOIBROEK, Dennis ; HOPKE, Philip K. ; VAN PINXTEREN, Dominik ; QUEROL, Xavier ; HERRMANN, Hartmut ; ALASTUEY, Andres ; FAVEZ, Olivier ; HUGLIN, Christoph ; PERDRIX, Esperanza ; RIFFAULT, Véronique ; SAUVAGE, Stéphane ; VAN DER SWALUW, Eric ; TARASOVA, Oksana ; COLETTE, Augustin Long range and local air pollution: what can we learn from chemical speciation of particulate matter at paired sites? Atmospheric Chemistry and Physics, 2019: p. Accepté 85 Type de risque Auteurs Titre Source Risques chroniques MAJIRA, Amel ; GODON, Blandine ; FOULON, Laurence ; VAN DER PUTTEN, Jacinta C. ; CEZARD, Laurent ; THIERRY, Marina ; PION, Florian ; BADO-NILLES, Anne ; PANDARD, Pascal ; JAYABALAN, Thangavelu ; AGUIE-BEGHIN, Véronique ; DUCROT, Paul-Henri ; LAPIERRE, Catherine ; MARLAIR, Guy ; GOSSELINK, Richard ; BAUMBERGER, Stéphanie ; COTTYN, Betty Enhancing the antioxidant activity of technical lignins by combining solvent fractionation and ionic- liquid treatment ChemSusChem, 2019, 12(21): 4799-4809 CAUDEVILLE, Julien ; REGRAIN, Corentin ; BONNARD, Roseline ; LETINOIS, Laurent ; TOGNET, Frédéric ; BROCHOT, Céline ; BACH, Véronique ; CHARDON, Karen ; ZEMAN, Florence Anna Caractérisation de l?exposition environnementale spatialisée à un pyréthrinoïde en Picardie Environnement Risques & Santé, 2019, 18 (5) : p. 392-400 LANZAFAME, Grazia-Maria Mesure et modélisation de l'aérosol organique secondaire. Sources et impact sur la qualité de l'air Thèse de doctorat. Université de Paris 6, 12/12/2019 Risques du sol et du sous-sol GAL, Frédérick ; POKRYSZKA, Zbigniew ; LABAT, Nadège ; MICHEL, Karine ; LAFORTUNE, Stéphane ; MARBLE, Andre Soil-gas concentrations and flux monitoring at the Lacq-Rousse CO2-geological storage pilot site (French Pyrenean Foreland): From pre-injection to post-injection Applied Sciences, 2019, 9 (4) : p. Art. 645 LAOUAFA, Farid ; GUO, Jianwei ; QUINTARD, Michel Modeling of salt and gypsum dissolution: applications, evaluation of geomechanical hazards European Journal of Environmental and Civil Engineering, 2019: p. Accepté YANG, Jie ; YIN, Zhen-Yu ; LAOUAFA, Farid ; HICHER, Pierre-Yves Analysis of suffusion in cohesionless soils with randomly distributed porosity and fines content Computers and Geotechnics, 2019, 111 : p. 157-171 RILLARD, Jean ; POURRET, Olivier ; CENSI, Paolo ; INGUAGGIATO, Claudio ; ZUDDAS, Pierpaolo ; TOULHOAT, Pierre ; GOMBERT, Philippe ; BRUSCA, Lorenzo Behavior of rare earth elements in an aquifer perturbed by CO2 injection: Environmental implications Science of the Total Environment, 2019, 687 : p. 978-990 YANG, Jie ; YIN, Zhen-Yu ; LAOUAFA, Farid ; HICHER, Pierre-Yves Modeling coupled erosion and filtration of fine particles in granular media Acta Geotechnica, 2019, 14(6) : 1615-1627 LAFORTUNE, Stéphane ; POKRYSZKA, Zbigniew ; CHARMOILLE, Arnaud Underground gas production and migration induced by mining subsidence ISRM Congress 2019 Proceedings. 2019 SOULEY, Mountaka ; AUVRAY, Christophe ; LAFRANCE, Noémie ; WATELET, Jean-Marc ; RENAUD, Vincent Long term behavior of a chalk: effect of relative humidity and flooding ISRM Congress 2019 Proceedings. 2019 DE SANTIS, Francesca Rock mass mechanical behavior in deep mines : in situ monitoring and numerical modelling for improving seismic hazard assessment Thèse de doctorat. Université de Lorraine, 05/02/2019 YANG, Jie Numerical analyses of the multi-physics problem of sinkholes in the vicinity of a dike or a linear geo-structure Thèse de doctorat. Ecole Centrale de Nantes, 08/07/2019 86 RAPPORT SCIENTIFIQUE INERIS 2019 ANNEXES Type de risque Auteurs Titre Source Risques du sol et du sous-sol HASSOUN, Mouhamad Modélisation physique du renforcement par géosynthétique des remblais granulaires et cohésifs sur cavités Thèse de doctorat. Université de Grenoble, 20/02/2019 YANG, Jie ; YIN, Zhen-Yu ; LAOUAFA, Farid ; HICHER, Pierre-Yves Hydromechanical modeling of granular soils considering internal erosion Canadian Geotechnical Journal, 2020, 57(2): 157-172 HASSOUN, Mouhamad ; AL HEIB, Marwan ; FAKIH, R. ; EMERIAULT, Fabrice ; VILLARD, Pascal Étude expérimentale du renforcement d?une cavité par géosynthétique en présence d?un remblai cohésif Proceedings of the 17th ECSMGE : Geotechnical Engineering founda- tion of the future. 2019 PALGUNADI, Kadek ; POIATA, Natalia ; KINSCHER, Jannes ; BERNARD, Pascal ; DE SANTIS, Francesca ; CONTRUCCI, Isabelle Methodology for Full Waveform Near Real-Time Automatic Detection and Localization of Microseismic Events Using High (8 kHz) Sampling Rate Records in Mines: Application to the Garpenberg Mine (Sweden) Seismological Research Letters, 2020, 91(1): 399-414 DE SANTIS, Francesca ; CONTRUCCI, Isabelle ; KINSCHER, Jannes ; BERNARD, Pascal ; RENAUD, Vincent ; GUNZBURGER, Yann Impact of geological heterogeneities on induced- seismicity in a deep sublevel stoping mine Pure and Applied Geophysics, 2019, 176(2) : 697-717 GOMBERT, Philippe ; ABDOULAYE, Gueye ; BEN HAMED, Haikel ; BEJI, Hassen ; LAOUAFA, Farid Installation of a thermal energy storage site in an abandoned mine in Picardy (France). Part 1: Selection criteria and equipment of the experimental site Environmental Earth Sciences, 2019, 78 : p. art. 174 DE SANTIS, Francesca ; RENAUD, Vincent ; CONTRUCCI, Isabelle ; GUNZBURGER, Yann ; BERNARD, Pascal Rock mass behavior in deep mines: in situ monitoring and numerical modelling ISRM Congress 2019 Proceedings. 2019 RENAUD, Vincent ; CHERKAOUI, Auxane ; WATELET, Jean-Marc ; GOMBERT, Philippe ; KREZIAK, Charles Understanding the instability mechanisms of chalk mines in presence of water (France) ISRM Congress 2019 Proceedings. 2019 Direction scientifique LACROIX, Denis ; LAURENT, Louis ; DE MENTHIERE, Nicolas ; SCHMITT, Bertrand ; BETHINGER, Audrey ; DAVID, Bernard ; DIDIER, Christophe ; PARENT DU CHATELET, Jacques Multiple visions of the future and major environmental scenarios Technological Forecasting and Social Change, 2019, 144 : p. 93-102 RICHER-DE-FORGES, Anne C. ; CARRE, Florence ; MCBRATNEY, Alex B. ; BOUMA, Johan ; ARROUAYS, Dominique Global Soil Security: Towards More Science-Society Interfaces. Proceedings of the Global Soil Security 2016 Conference, December 5-6, 2016, Paris, France Leiden : CRC PRESS, 2019 87 www.grouperougevif.fr - ROUGE VIF ÉDITORIAL - 26730 Conception et réalisation : Rouge Vif - Rédaction : Ineris - Crédits photos : Ineris / Franck DUNOUAU / Adobe Stock. Dépôt légal Novembre 2020 - ISSN 1765-1379 Institut national de l?environnement industriel et des risques Parc technologique Alata - BP2 - 60550 Verneuil-en-Halatte +33 (0)3 44 55 66 77 ineris@ineris.fr - www.ineris.fr INVALIDE)