Ce mémoire d’habilitation à diriger des recherches, intitulé « Du transfert de colloïdes sur système modèle à la prise en compte des sols dans les aménagements urbains – Parcours scientifique au cœur des enjeux environnementaux urbains », expose le bilan et les perspectives de mes travaux de recherche sur les transferts réactifs de polluants dans des contextes variés : systèmes poreux modèles homogènes et hétérogènes, ouvrages in-situ d'infiltration d’eaux de ruissellement, sols urbains de jardins associatifs…mais il retrace aussi mon action d’animation et de structuration de la recherche sur les sols urbains du niveau régional (Pays de Loire) et national, ainsi que mon implication actuelle dans plusieurs projets de recherche européens et internationaux et à la direction de l’Institut de Recherche sur les Sciences et Techniques de la Ville (IRSTV FR 2488) (Chapitre 1). .La prédiction du devenir des polluants en environnement urbain est confrontée à la complexité du système eau –sol- végétation, tant par la nature et la structure de ses composantes que par la variabilité des conditions hydriques et physico-chimiques qui y régnent. Pour appréhender cette complexité, de nombreuses compétences doivent être mises en œuvre : géochimie environnementale (caractérisation des eaux, des sols, des matériaux), physico-chimie des surfaces (observation des surfaces et processus aux interfaces) et transferts réactifs dans les milieux poreux (méthodes expérimentales et outils numériques). Ce manuscrit comporte dans les chapitres 2 et 3 les résultats principaux que j’ai obtenus, en assainissement pluvial sur les eaux de ruissellement et les sédiments et sur la compréhension des processus de transfert des polluants métalliques, avec notamment une mise en exergue du transfert colloïdal. La fraction colloïdale métallique reste globalement faible par rapport à la concentration totale en métaux mais elle présente une forte variabilité temporelle. De plus, la mise en évidence dans les eaux de ruissellement de nanoparticules manufacturées induit de nouvelles questions scientifiques, qui appellent de développements analytiques et de modélisation. La fraction colloïdale demande à être mieux caractérisée par des méthodes d’observation et de microanalyse pour établir la spéciation des métaux trace. Le lien avec les performances épuratoires des ouvrages d’assainissement pourrait ainsi être mieux établi. Le phénomène d’agrégation particulaire observé dans les eaux de ruissellement se retrouve dans les sédiments des ouvrages d’infiltration et impacte fortement les possibilités de traitement des matériaux. En terme de mobilité des métaux, les résultats tendent à montrer qu’une vigilance doit être établie par rapport à des éléments tels que le zinc ou le cuivre dont la spéciation dans les eaux interstitielles est elle aussi très variable, soumise à des paramètres de salinité des eaux ou de séchage. Le champ de la modélisation des transferts réactifs des systèmes complexes des bassins reste très ouvert, même si nous avons proposé quelques pistes, les tentatives se heurtant à la double complexité de la spéciation des métaux dans les eaux et de la composition du sédiment. Toutefois les derniers travaux lyonnais valident l’approche proposée. Sur les phénomènes de transfert, une synthèse sur les processus de transfert des métaux, tant dissous que particulaire, serait nécessaire pour mener une analyse au regard des données sur les eaux (source et eaux interstitielles) et les extractions en état statique existantes. Cette synthèse pourrait concerner plus spécifiquement le cuivre et le zinc qui sont les éléments les plus présents et les plus mobilisés en terme de flux. Cela pourrait être un point de départ intéressant pour aller sur la formulation d’un modèle de transfert entre l’eau, le sédiment et le sol sous-jacent. En ce qui concerne les sols urbains, les travaux que nous avons menés sur les sols de jardins ont permis d’apporter de nouvelles données sur la qualité des sols mais aussi de les analyser au regard des pressions anthropiques et/ou de l’influence du contexte géochimique. Nous avons publié une méthodologie de gestion des sols de jardins en cas de contamination qui est innovante. En effet il ne s’agit pas seulement de traiter un problème de risque sanitaire lié à l’ingestion de légumes contaminés mais bien de faire reposer le choix de la gestion sur un trinôme ville-jardinier-chercheur après une phase d’appropriation par les techniciens et les jardiniers de l’origine de la contamination, dans une relation de confiance. Cette démarche de co-construction est maintenant mise en œuvre pour la prise en compte de la multifonctionnalité des sols urbains à destination des acteurs de l’aménagement des villes. Enfin, la recherche sur les sols urbains ne saurait dorénavant être dissociée des actions de recherche sur l’eau et la végétation en ville et l’expertise sur la typologie et la qualité des sols est mise en oeuvre dans les projets sur les solutions fondées sur la nature (Nature-Based Solutions). L’ensemble des actions de la communauté scientifique locale sur les sols urbains (Nantes – Angers), sont maintenant bien intégrées dans un axe dédié créé à mon initative au sein de l’IRSTV. Les activités ciblées sur la pollution des sols sont organisées en commun avec l’OSUNA, qui porte un projet sur la pollution dans le continuum terre-mer. Au niveau national, les actions que j’entreprends à la direction de l’IRSTV doivent conduire à un positionnement plus visible de la fédération au niveau local ; au niveau national, par l’accompagnement du montage d’un service national d’observation de l’environnement urbain (INSU) et par des liens à formaliser avec l’I Site Future/ Université Gustave Eiffel ; enfin au niveau européen, par l’implication des chercheurs de l’IRSTV dans des projets dédiés aux Nature-Based Solutions.