Back to top

Évaluation des risques liés aux pathogènes émis par l’irrigation de parcelles agricoles avec de l’eau usée traitée en station d’épuration

Description: 

Sujet de Postdoc en statistique 2020

Isabelle Albert et Dominique Courault, INRAE

 

 

Évaluation des risques liés aux pathogènes émis par l’irrigation de parcelles agricoles avec de l’eau usée traitée en station d’épuration

 

Isabelle Alberta, Dominique Couraultb

 

a : UMR 518 MIA INRAE AgroParisTech :

b : UMR 1114 EMMAH INRAE Université d’Avignon :

 

Contexte 

Dans le contexte des changements climatiques globaux, on observe une augmentation de la dépendance de l’agriculture à l’irrigation qui conduit à une compétition accrue sur l’accès aux ressources en eau. La réutilisation d’eaux usées traitées en station d’épuration dont la qualité est maîtrisée pour l’irrigation présente un intérêt certain vis-à-vis de la préservation des ressources en eau, notamment lors de contextes de pénurie et/ou de restriction. Dans de nombreux pays comme l’Australie, Israël ou plus près de nous, l’Espagne, cette pratique est largement répandue. En France, les réglementations sur le territoire sont relativement strictes et freinent les développements de cette pratique.

Le projet SmartFertiReuse (Smart Ferti-irrigation et RÉUtilisation des eaux USÉes traitées), financé par les Fonds Unique Interministériels (FUI) et coordonné par la filière recherche et innovation de l’entreprise Véolia, a pour objectif de développer un service complet pour accompagner le monde agricole et les collectivités locales dans une gestion agro-écologique des eaux usées traitées et des fertilisants, depuis la conception d’un système opérationnel jusqu’au déploiement et pilotage à la parcelle en suivant la qualité de l’eau.

Le sujet proposé pour ce poste de 18 mois (CDD niveau postdoc, Ingénieur de Recherche) porte sur l’analyse des risques liés aux pathogènes qui peuvent être émis dans l’atmosphère par l’aspersion de microgouttelettes contaminées et également transférés de la surface irriguée jusque dans la nappe phréatique. Un site démonstrateur près de Tarbes, dans le sud-ouest de la France, a été retenu pour évaluer les différentes composantes agronomiques, économiques et sanitaires de cette pratique. De nombreux travaux sont réalisées qui pourront aider à la modélisation statistique des risques :

-        des analyses du site avant et après irrigation et des mesures de pathogènes et contaminants divers sur les matrices (eau, sol, plantes, air) ;

-        des développements de modèles pour suivre le développement de la culture, le transfert de l’eau dans le sol et la dispersion atmosphérique.

 

Mission confiée

À partir des nombreuses mesures, une modélisation des risques liés à deux pathogènes (une bactérie, E Coli, indicateur classiquement utilisé pour suivre la qualité des eaux, et un virus choisi représentatif des sites et des matrices mesurées) sera menée. Une bibliographie abondante existe sur le sujet. Elle montre que des personnes manipulant des eaux usées peuvent être exposées à des contaminations par des pathogènes. Une première partie du travail consistera donc à faire le point sur les modèles disponibles et adaptés au cas d’étude. Le travail se décomposera ensuite en deux grandes étapes correspondant aux matrices étudiées, Air et Sol. L’objectif final est d’aboutir à un seul modèle couplé Air-Sol intégrant pour un pathogène l’estimation de risque de contamination pour les personnes situées à proximité des zones irriguées.

Le cadre de la modélisation graphique permettra de poser avec les experts du domaine le modèle décrivant la chaîne des événements jusqu’à l’infection. Puis il s’agira d’informer a priori les distributions de probabilité des paramètres du modèle à partir de données de la littérature ou des connaissances des experts. Grâce à un cadre bayésien [1], il sera ensuite possible de tirer parti des observations disponibles sur le terrain pour mettre à jour la connaissance. L’étudiant développera le modèle adapté au cas de Tarbes. Il pourra partir d’une approche similaire à celle présentée dans Courault et al. [2].

 

            L’inférence des paramètres sera menée à l’aide de techniques de simulation par chaîne de Markov [3], implémentées sous des logiciels libres de type OpenBUGS, JAGS, STAN ou implémentées par l’étudiant s’il s’avère que les logiciels disponibles ne peuvent traiter le modèle.

 

[1] Robert,Ch. P, 2001. The Bayesian choice. Springer, (second edition) (604 pp.)

[2] Courault D., Albert., I, Perelle, S, Fraisse, a, Renault, P, Salemkour, a, Amato, P, 2017. Assessment and risk modeling of airborne enteric viruses emitted from wastewater reused for irrigation. Science of the Total Environment, 592, 512-526.

[3] Robert, C. et Casella, G, 2004. Monte Carlo Statistical Methods. Springer-Verlag, New York, seconde édition.

 

Compétences

Le candidat devra avoir une solide formation en statistique (thèse ou équivalent) et si possible avoir suivi un cours en statistique bayésienne et/ou en simulation par chaîne de Markov. Il devra également avoir le goût des applications en biologie et être en mesure d’utiliser et de réaliser des programmes sous R (éventuellement C ou Phyton).

Des aptitudes en Latex et Markdown seront appréciées ainsi qu’en lecture et écriture en anglais scientifique et technique. De plus de l’aptitude pour le travail d’équipe, la communication et l’autonomie sera indispensable.

 

Informations générales

  • Lieu du stage : la personne recrutée travaillera durant la majeure partie de son contrat à l’unité mixte de recherche 518 AgroParisTech/INRAE MIA sous la direction d’Isabelle Albert (16 rue Claude Bernard, 75005 Paris). L’étudiant sera amené à participer aux différentes réunions du projet SFR et pourra se rendre ponctuellement sur le site de Tarbes et à Avignon pour échanger sur les données et modèles disponibles. Les équipes de l’UMR EMMAH (Dominique Courault pour la partie dispersion des bioaérosols) et Éric Michel pour la partie modélisation des transferts dans le sol) co-encadreront l’étudiant.
  • Durée : 18 mois (démarrage dès que possible)
  • Rémunération : environ 2000 euros net/mois

 

Encadrements/Contacts 

  • Isabelle Albert : Chargée de Recherche (HDR), INRAE - NUMM, Département de mathématiques, informatique, sciences des données et de l'ingénieur, UMR MIA 518, AgroParisTech
    16, rue Claude Bernard
    75231 Paris Cedex 5
  • Dominique Courault : Directrice de recherches (DR2-HDR), UMR 1114 EMMAH Domaine St Paul Agroparc

84914 Avignon

043272 23 85

 

Consignes pour postuler

Pour postuler, merci de faire parvenir CV, lettre de motivation, liste des publications et une ou plusieurs lettres de recommandations à isabelle.albert@inrae.fr.

 

Type de l'offre: 
Date limite de la candidature: 
01/09/2020
Période d'emploi: 
01/10/2020 - 30/09/2021
Email du contact: 
Unité de recherche d'affectation: