Valuation Des Risques Environnementaux Des Systèmes de Protection Cathodique Dans Les Énergies Marines Renouvelables

**Évaluation des Risques Environnementaux des Systèmes de Protection Cathodique dans les Énergies Marines Renouvelables**:

- Réf **ABG-132897**
- Sujet de Thèse
- 15/07/2025
- Financement public/privé
- France-Energies-Marines
- Lieu de travail- Marseille - Provence-Alpes-Côte d'Azur - France
- Intitulé du sujet- Évaluation des Risques Environnementaux des Systèmes de Protection Cathodique dans les Énergies Marines Renouvelables
- Champs scientifiques- Chimie
- Ecologie, environnement

**Description du sujet**:
**Contexte**:

- Le développement des parcs éoliens en mer en Europe soulève diverses interrogations quant à leur intégration environnementale. Parmi les impacts identifiés, les relargages chimiques associés aux éoliennes offshore apparaissent comme une préoccupation majeure, tant pour la qualité de l’eau que pour celle des sédiments dans les zones concernées [1]. Dans ce contexte, l’utilisation de la Protection Cathodique par Anodes Galvaniques (GACP) et de la Protection Cathodique par Courant Imposé (ICCP), visant à limiter la corrosion des structures offshore en milieu marin, a été identifiée comme une source chronique significative de métaux (GACP) ou de sous-produits de chloration (ICCP) [1, 2]. Pour une monopile ayant une durée de vie estimée à 27 ans, les apports métalliques issus de la GACP sont évalués à environ 2 200 kg d’aluminium (Al), 130 kg de zinc (Zn), ainsi que plusieurs kilogrammes d’autres éléments présents dans la composition des anodes, tels que le manganèse, le fer, le bismuth, l’indium, le gallium ou encore le vanadium [3]. L’évaluation de la pression environnementale induite par ces relargages nécessite une compréhension approfondie du comportement des éléments libérés dans l’eau de mer, notamment de leurs interactions avec les particules en suspension. Cette compréhension est essentielle pour quantifier les risques d’accumulation locale, tant dans les sédiments que dans la chaîne trophique.
- Les publications portant sur les composés générés par les ICCP en milieu offshore restent très limitées. Il est généralement admis que ce type de système induit une électrolyse de l’eau de mer au contact de l’anode.. Or, l’électrolyse de l’eau de mer contenant des ions chlorure ou bromure conduit à la formation de dichlore (Cl₂), suivi de la production d’acide hypochloreux (HOCl) ou d’acide hypobromeux (HOBr). Ces composés réactifs peuvent interagir avec la matière organique dissoute dans l’eau, entraînant la formation de sous-produits de chloration (SPC) plus ou moins persistants dans l’environnement. La caractérisation des SPC dans les effluents industriels a permis d’identifier plusieurs familles de molécules, notamment les trihalométhanes, les haloacétonitriles, les acides haloacétiques et les halophénols [4, 5, 6]. Certains de ces composés, comme les halophénols, présentent une forte persistance dans les sédiments et un potentiel d’accumulation dans le biote. À ce jour, et à notre connaissance, aucun de ces composés ne fait l’objet d’un suivi réglementaire spécifique dans le contexte des parcs éoliens en mer, bien que de nombreuses infrastructures en mer et navires soient équipés de systèmes ICCP.
- En ce qui concerne les systèmes de protection cathodique, la pression environnementale commence à être relativement bien caractérisée pour les systèmes GACP. En revanche, elle demeure largement méconnue pour les systèmes ICCP. Par ailleurs, les effets potentiels de ces pressions sur les écosystèmes marins nécessitent encore d’être précisés dans le cas des GACP, tandis qu’il est nécessaire de les initier pour les ICCP.
- La Thèse aura pour objectifs de:

- Définir les pressions environnementales générées par les systèmes ICCP en déterminant les taux de production de chlore selon différentes configurations et en développant les méthodes analytiques pour identifier et quantifier les sous-produits de chloration dans différentes matrices environnementales (eaux, sédiments, biote). Cet objectif sera réalisé sous la direction de l’équipe _Transfert, réactivité et analyse des micropolluants dans l’environnement_ (TRAME) du _Laboratoire de Chimie de l’Environnement_ (LCE) de l’Université d’Aix-Marseille et du CNRS.
- Etudier le comportement et l'accumulation locale des éléments métalliques libérés par les GACP par des approches en laboratoire et via des suivis _in-situ_. Cet objectif sera réalisé sous la direction des équipes du laboratoire Mersea de l’Université de Caen Normandie.
- Les missions attendues sont:
**Pour la partie ICCP** : il s’agira de développer les méthodes d’extraction et d’analyses des composés organohalogénés générés par les systèmes ICCP. Différentes méthodes d’extraction/purification seront comparées pour les sédiments et le biote (QuEChERS, extraction assistée par solvant,) en termes de rendements et de répétabilité. Au niveau détection et quantification, la chromatographie gazeuse couplée à une détection par capture d’électron (GC-ECD) et par spectrométrie de masse (MS)