Transport Des Particules de Plastique Dans Les Courants de Turbidité

**Transport des particules de plastique dans les courants de turbidité // Transport of plastic particles in turbidity currents**:

- Réf **ABG-128487**
**ADUM-60971**
- Sujet de Thèse
- 12/02/2025
- Contrat doctoral
- Institut National Polytechnique de Toulouse
- Lieu de travail- TOULOUSE - France
- Intitulé du sujet- Transport des particules de plastique dans les courants de turbidité // Transport of plastic particles in turbidity currents
- Champs scientifiques- Terre, univers, espace
- Mots clés- Courant de turbidité, pollution plastique océanique, turbulence, suspensions
Turbidity current, marine plastic pollution, turbulence, suspensions

**Description du sujet**:

- Ce projet de thèse se déroulera à l'IMFT, sous la direction de M. Mercier et co-encadré par L. Lacaze et O. Praud. Il a pour objectif principal d'identifier et de caractériser les différents régimes de transport des particules de plastiques au sein d'écoulements gravitaires riches en particules, les courants de turbidité. La présence de particules de plastiques au sein des courants de turbidité pose la question du transport de plusieurs espèces dans ces écoulements diphasiques et turbulents. Lorsque deux espèces n'ont pas la même densité, taille ou forme ; et donc propriétés de sédimentation / flottaison ; leur couplage avec le fluide et les interactions entre elles peuvent conduire à des scenarios complexes de transport couplé.

Au cours de ses travaux, la personne recrutée s'intéressera aux conditions d'écoulements permettant le transport des particules de plastique en suspension, par charriage ou encore les seuils à la mise en mouvement en lien avec des résultats récents [1]. Elle cherchera à mettre en évidence les conditions favorables au piégeage au sein des courants turbides et dans les dépôts associés, de particules plastiques de densité différente de celles des sédiments (coulant ou pouvant flotter dans l'eau), dans une approche similaire aux travaux de [2].

L'approche principale de cette thèse sera expérimentale, en utilisant des dispositifs déjà mis en place dans le cadre d'un projet ANR PALAGRAM, qui se termine en 2025. Deux familles d'écoulements turbides ont été étudiées grâce à différents dispositifs:
1. des courants de turbidité « instationnaires », générés lors de lâchers de barrage d'une suspension de particules initialement séparée du fluide environnant dans une cuve fermée. Ce dispositif a notamment permis d'étudier l'influence de la sédimentation des particules sur la dynamique des courants turbides [R1]
2. des courants de turbidité « stationnaires, générés par injection à l'aide d'une pompe d'une suspension de particules dans une section de cuve avec déversoir. Ce dispositif a notamment permis d'étudier le profil de concentration de particules en fonction de leur flottabilité [R2].
L'aboutissement du projet offrira des pistes de compréhension sur les lieux d'accumulation des plastiques au fond des océans, en fonction notamment de leur densité et de leur taille. Les processus de piégeage au fond, de transport horizontal au sein des courants turbides, ou encore la remise en mouvement des plastiques piégés pourront faire l'objet de paramétrisations grâce aux résultats obtenus en laboratoire. Cela ouvrira des perspectives pour l'amélioration de modèles globaux de prédiction de la pollution plastique océanique [3].

This thesis project will take place at IMFT, under the direction of M. Mercier and co-supervised by L. Lacaze and O. Praud. Its main objective is to identify and characterize the different transport regimes of plastic particles within particle-laden gravity flows, turbidity currents. The presence of plastic particles within turbidity currents raises the question of the transport of several species in these two-phase and turbulent flows. When two species do not have the same density, size or shape; and therefore sinking / floating properties; their coupling with the fluid and the interactions between them can lead to complex coupled transport scenarios.
During his work, the recruited person will be interested in the flow conditions allowing the transport of plastic particles in suspension, by bedload or even the thresholds for setting them in motion with regards to recent results [1]. It will seek to highlight the conditions favorable to the trapping within turbid currents and in the associated deposits, of plastic particles of density different from those of sediments (sinking or floating in water), in an approach similar to the work of [2].
The main approach of this thesis will be experimental, using devices already set up as part of an ANR PALAGRAM project, which ends in 2025. Two families of turbid flows were studied using different devices:
1. 'unsteady' turbidity currents, generated during releases from a dam of a suspension of particles initially separated from the surrounding fluid in a closed tank. This device made it possible in particular to study the influence of particle sedimentation on the dynamic