Ce projet serait sous la direction de : M. Hervé GALLARD et M. Pascal CARATO

Unité de recherche : IC2MP Equipe E-BiCom/EBI – Equipe EES

Ecole doctorale : Rosalind Franklin – énergie, environnement, bio santé

Intitulé du sujet :

Additifs du caoutchouc et de leurs dérivés halogénés : présence dans les eaux de consommation et matrices biologiques

Rubber additives and their halogenated derivatives: presence in drinking water and biological matrices

Début de thèse : à partir du 01/02/2026

Mots clés : eau potable, caoutchouc, additifs, chloration, perturbateurs endocriniens

Résumé :

Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet de recherche HEVEA, financé par l’ANSES dans le cadre de l’appel à projets Environnement-Santé-Travail 2025. L’objectif est d’étudier la contamination des ressources en eau et de l’eau potable par des additifs du caoutchouc, d’évaluer leur toxicité et d’estimer l’exposition de la population humaine. La personne recrutée aura plus particulièrement en charge les aspects analytiques :

– identification et quantification des additifs et de leurs produits de transformation dans des lixiviats (pneus, joints, tuyaux) ;

– analyses ciblées de différentes matrices environnementales (eaux souterraines et de surface, eaux potables) et biologiques (urines et cheveux).

Il/elle participera à la synthèse de produits de transformation afin de les utiliser comme standards analytiques lors de l’évaluation des matrices environnementales, biologiques ainsi que pour une évaluation toxicologique réalisée en parallèle du projet de thèse.

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This thesis is part of the HEVEA research project, funded by French ANSES organisation as part of the Environment- Health-Work 2025 call for projects. The aim is to study the contamination of water resources and drinking water by rubber additives, assess the toxicity of certain processing products, and estimate human exposure. The person recruited will be specifically responsible for the analytical aspects :

– identification and quantification of additives and their transformation products in leachates (tires, seals, pipes);

– targeted analyses of different environmental matrices (groundwater and surface water, drinking water) and biological matrices (urine and hair).

He/she will participate in the synthesis of processing products for use as analytical standards in the evaluation of environmental and biological matrices, as well as for a toxicological evaluation carried out in parallel with the thesis project.

 

Contexte et problématique :

Le projet Hévéa porte sur l’étude de la contamination des eaux par les additifs chimiques du caoutchouc et leurs produits de transformation (benzothiazoles, phénylguanidines, 6-PPD et 6-PPD quinone, etc.). Ces additifs peuvent facilement migrer à partir des particules d’usure des pneus et contaminer l’air, les sols, ainsi que les eaux de surface et souterraines utilisées pour produire de l’eau potable. Des contaminations directes de l’eau potable peuvent également avoir lieu par l’utilisation de joints en caoutchouc ou de tuyaux en plastique. Dans les eaux potables, le chlore utilisé comme désinfectant forme des dérivés halogénés (chlorés ou bromés) qui sont souvent plus toxiques que les molécules d’origine. Le projet vise à caractériser ces contaminants et leurs dérivés halogénés dans les eaux et dans des matrices biologiques humaines, afin d’évaluer l’exposition humaine et les risques sanitaires associés.

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The Hévéa project focuses on studying water contamination by chemical additives from rubber and their transformation products (benzothiazoles, phenylguanidines, 6-PPD and 6-PPD quinone, etc.). These additives can easily migrate from tire wear particles and contaminate the air, soil, and surface and groundwater used to produce drinking water. Direct contamination of drinking water can also occur through the use of rubber seals or plastic pipes. In drinking water, chlorine used as a disinfectant forms halogenated derivatives (chlorinated or brominated) that are often more toxic than the original molecules. The project aims to characterize these contaminants and their halogenated derivatives in water and human biological matrices in order to assess human exposure and associated health risks.

 

Description du sujet :

Le projet adopte une approche interdisciplinaire combinant chimie analytique, toxicologie et biosurveillance humaine. Trois familles de composés sont ciblées : les benzothiazoles (BTH), les phénylguanidines (DPG et dérivés), ainsi que la 6-PPD et son dérivé quinonique (6-PPDQ). Les principaux objectifs du projet sont les suivants :

– la caractérisation de la contamination environnementale (eaux naturelles et potables) par ces molécules et leurs produits de transformation ;

– la synthèse de dérivés chlorés/bromés pour les utiliser comme étalons analytiques et pour les tests toxicologiques ;

– la mesure de l’imprégnation humaine à travers une étude de biosurveillance (urine et cheveux) sur deux cohortes : population générale et garagistes.

L’évaluation de leur toxicité, notamment de leur potentiel génotoxique et perturbateur endocrinien, sera réalisée en parallèle du projet de thèse : l’évaluation des perturbations endocriniennes par l’Inserm U1194 (Montpellier) et les tests génotoxiques par la société PrediTox (Toulouse).

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The project takes an interdisciplinary approach combining analytical chemistry, toxicology, and human biomonitoring. Three families of compounds are targeted: benzothiazoles (BTH), phenylguanidines (DPG and derivatives), and 6-PPD and its quinone derivative (6-PPDQ). The main objectives of the project are as follows :

– to characterize environmental contamination (natural and drinking water) by these molecules and their transformation products ;

– to synthesize chlorinated/brominated derivatives for use as analytical standards and for toxicological testing ;

– to measure human exposure through a biomonitoring study (urine and hair) on two cohorts: the general population and garage mechanics.

The assessment of their toxicity, particularly their genotoxic and endocrine-disrupting potential, will be carried out in parallel with the thesis project: the assessment of endocrine disruption by Inserm U1194 (Montpellier) and genotoxic tests by the company PrediTox (Toulouse).

 

Méthodologie et mise en œuvre :

Le projet est structuré en six tâches complémentaires. L’objectif est d’évaluer de manière intégrée l’impact environnemental et sanitaire des additifs du caoutchouc et de leurs dérivés halogénés, de leur libération jusqu’à leur potentiel impact sur la santé humaine. La personne recrutée réalisera plus particulièrement des tests de migration et de chloration afin d’étudier le relargage des additifs à partir de pneus, de joints en caoutchouc et de tuyaux. Des produits de transformation seront identifiés à l’aide de la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution (LC-HRMS). Des analyses non ciblées seront également utilisées pour détecter de nouveaux marqueurs organiques dans les lixiviats. Il/elle participera également à la synthèse et à la purification de dérivés halogénés (chlorés et bromés) afin d’obtenir des composés servant d’étalons analytiques et de molécules à évaluer. Des campagnes d’analyses seront réalisées sur des eaux de surface, souterraines et potables, avec une extraction sur phase solide (SPE), puis une analyse par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse haute résolution (LC-HRMS), afin de quantifier les composés parents et dérivés. Enfin, une étude de biosurveillance humaine sera menée sur deux cohortes (population générale et garagistes). Les urines et les cheveux seront analysés par LC-MS/MS.

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The project is structured in six complementary tasks. The objective is to conduct an integrated assessment of the environmental and health impact of rubber additives and their halogenated derivatives, from their release to their potential impact on human health. The successful candidate will carry out migration and chlorination tests to study the release of additives from tires, rubber seals, and hoses. Transformation products will be identified using liquid chromatography coupled with high-resolution mass spectrometry (LC-HRMS). Non-targeted analyses will also be
used to detect new organic markers in leachates. He/she will participate in the synthesis and purification of halogenated (chlorinated and brominated) derivatives in order to obtain compounds that serve as analytical standards and molecules for evaluation. Analysis campaigns will be carried out on surface water, groundwater, and drinking water, with solid-phase extraction (SPE) followed by liquid chromatography coupled with high-resolution mass spectrometry (LC-HRMS) to quantify parent compounds and derivatives. Finally, a human biomonitoring study
will be conducted on two cohorts (the general population and car mechanics). Urine and hair samples will be analyzed by LC-MS/MS.

 

Profil recherché :

Vous êtes titulaire d’un diplôme de niveau bac +5 (master 2, école d’ingénieur ou équivalent) avec une formation en analyse chimique . Vous faites preuve d’une grande rigueur et manifestez un intérêt marqué pour l’expérimentation en laboratoire. Une bonne connaissance de l’analyse des contaminants organiques par chromatographie couplée à la spectrométrie de masse ainsi qu’en chimie organique serait un atout.

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You have a five-year degree (Master’s, engineering school or equivalent) with training in chemical analysis. You are highly rigorous and have a keen interest in laboratory experimentation. A good knowledge of organic contaminant analysis using chromatography coupled with mass spectrometry and organic chemistry would be an asset.

 

Contact pour plus d’informations et pour candidater jusqu’au 10/11/25 :

Hervé GALLARD : herve.gallard@univ-poitiers.fr