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Alain Manceau
Description de l'image Dr._Alain_Manceau.jpg.

Naissance (68 ans)
Nationalité français
Domaines minéralogie, biogéochimie
Institutions

Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) IMPMC, Paris ISTerre, Grenoble ENS-Lyon, Lyon

ESRF, Grenoble
Formation

École Normale Supérieure de Saint-Cloud, aujourd'hui ENS-Lyon

Université Paris VII, aujourd'hui Université Paris Cité
Directeur de thèse Georges Calas
Influencé par Victor Drits, Kathryn Nagy
Distinctions

2023 Prix Léon Lutaud et Médaille Georges Millot, de l'Académie des Sciences 2022 ES&T 2021 récompense du meilleur article sur la détoxification du méthylmercure 2010 Médaille d'Argent, CNRS 2006 Prix George Brown, de la société minéralogique de Grande-Bretagne 2003 Prix ​​de la conférence Brindley, de la Clay Minerals Society of America 2002 Fellow de la Société Minéralogique d'Amérique 1989 Médaille de Bronze, CNRS

1988 Prix Jules Garnier, de la société Française de Métallurgie et des Matériaux
Site http://perso.ens-lyon.fr/alain.manceau/

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Alain Manceau, né le 19 septembre 1955 à Valmondois, dans le Val-d'Oise, est un minéralogiste environnemental et biogéochimiste français, reconnu pour ses recherches sur la structure et la réactivité des oxydes nanoparticulaires de fer et de manganèse (ferrihydrite, birnessite) et des minéraux argileux, sur la chimie cristalline des métaux stratégiques et des éléments de terres rares dans les sédiments marins, et sur la biogéochimie structurale du mercure dans les sédiments marins, dans la matière organique naturelle, notamment celle des animaux (poissons, oiseaux, mammifères) et des humains[1].

Biographie

Manceau est un ancien élève de l'École Saint-Martin-de-France à Pontoise, puis du Lycée Henri IV à Paris où il effectue ses classes préparatoires avant d'entrer à l'École Normale Supérieure de Saint-Cloud (aujourd'hui École Normale Supérieure de Lyon) en 1977[2]. Il obtient l'agrégation de sciences naturelles en 1981, puis obtient son doctorat en 1984 à l'université Paris VII (aujourd'hui Université Paris Cité ) sous la direction de George Calas[3]. Il effectue toute sa carrière académique au CNRS, d'abord comme chargé de recherche à partir de 1984, puis comme directeur de recherche de 1993 à 2022[2]. De 1984 à 1992, il travaille à l'Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie (IMMPC) à Paris[4], et de 1993 à 2022 à l'Institut des Sciences de la Terre (ISTerre) de l'Université Grenoble Alpes. Il est nommé chercheur émérite CNRS à l'ENS-Lyon en 2022[5], et chercheur à l'Installation européenne de rayonnement synchrotron (ESRF) en 2023[6]. En 1997, il est professeur invité à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, puis professeur adjoint jusqu'en 2001[2]. Il a été professeur invité à l'Université de Californie à Berkeley de 2001 à 2002[2].

Travaux scientifiques

Minéralogie et géochimie de l'environnement

Les minéraux jouent un rôle clé dans le cycle biogéochimique des éléments à la surface de la Terre, les séquestrant et les libérant lorsqu'ils subissent une précipitation, une croissance cristalline et une dissolution en réponse à des processus chimiques et biologiques. La recherche de Manceau dans ce domaine se concentre sur la structure des minéraux désordonnés (argiles, oxydes de fer et de manganèse, y compris la ferrihydrite et la birnessite), sur les réactions chimiques à leur surface en contact avec des solutions aqueuses, et sur la cristallochimie des métaux traces dans ces phases.

En 1993, il établit en collaboration avec Victor Drits un modèle structural de la ferrihydrite basé sur la modélisation du diagramme de cristallographie aux rayons X[7]. Ce modèle a été confirmé en 2002 par la méthode de Rietveld du motif de diffraction des neutrons[8], et en 2014 par simulation de la fonction de distribution des paires mesurée par diffraction des rayons X de haute énergie[9].

Image électronique de nanoparticules de d-MnO2 vue parallèlement (a) et perpendiculairement (b) au plan de la couche[9].
Structure d'une couche courbée cylindriquement de nanofeuillet de d-MnO2[9].

En 1997, lavec Victor Drits, il dirige la synthèse et la résolution de la structure de la birnessite hexagonale et monoclinique, et ils ont démontré en 2002 que la forme monoclinique possède une distorsion triclinique[10],[11],[12]. La forme hexagonale prévaut à la surface de la Terre et doit sa forte réactivité chimique à l'existence de substitutions hétérovalentes Mn4+-Mn3+-Mn2+ et de lacunes Mn4+ dans la couche de MnO2. Les couples rédox Mn4+-Mn3+ et Mn3+-Mn2+ confèrent à ce matériau des propriétés d'oxydo-réduction utilisées en catalyse, en électrochimie, et dans le transfert d'électrons lors de la photo-dissociation de l'eau par le photosystème II[13], tandis que les lacunes sont des sites privilégiés pour l'adsorption des cations. Il a caractérisé et modélisé un certain nombre de réactions chimiques se produisant à l'interface birnessite-eau, dont celles de complexation des métaux de transition (Ni, Cu, Zn, Pb, Cd …), et d'oxydation de As3+ en As5+ , Co2+ à Co3+[14],[15], et Tl+ à Tl3+[16]. L'absorption oxydative du cobalt sur la birnessite conduit à son enrichissement d'un milliard de fois dans les gisements marins de ferromanganèse par rapport à l'eau de mer.

De 2002 à 2012, il applique la base de connaissances acquises sur la chimie cristalline des métaux traces et les processus biogéochimiques aux surfaces minérales et à l'interface racine-sol (rhizosphère) à la phytoremédiation des sols et sédiments contaminés et des sites miniers abandonnés[17],[18],[19]. Manceau contribue à l'amélioration du procédé Jardins Filtrants® de traitement des eaux usées et des matrices solides par phytolixiviation, phytoextraction et rhizofiltration développé par la société Phytor restore .

En 2022, il étend ses recherches sur la chimie cristalline des métaux traces aux procédés responsables de l'enrichissement de 106 à 109 fois en éléments stratégiques de terres rares (ÉTR) et en éléments sensibles à la réaction d'oxydoréduction (cérium, thallium, platine) dans les gisements marins. par rapport à l'eau de mer. Les ÉTR sont associés à la fluorapatite dans les sédiments marins[20], tandis que les métaux rédox sont récupérés par oxydation par la birnessite dans les nodules et les croûtes de manganèse[21] .

Biogéochimie structurale du mercure

Site de liaison du mercure (Hg) dans la sélénoprotéine P d'un oiseau, le grèbe[22],[23].

Le mercure (Hg) est un élément chimique, polluant à l'échelle planétaire, mobilisé à la fois par des sources naturelles, telles que les éruptions volcaniques et les incendies de forêt, et par les activités humaines, telles que la combustion du charbon, l'extraction de l'or et l'incinération des déchets industriels. Dans le réseau trophique aquatique et terrestre, le métal s'accumule sous forme de méthylmercure (MeHg), une toxine puissante qui affecte le fonctionnement du cerveau et du système reproducteur des animaux et notamment des humains. Le fait d'acquérir la connaissance des processus internes de détoxication du MeHg dans les organismes vivants est essentiel pour protéger la faune sauvage et les hommes, et pour concevoir des traitements contre l'intoxication au mercure.

En 2015, Alain Manceau mène des études fondamentales sur la biogéochimie structurale du mercure chez les bactéries, les plantes, les animaux et les humains en utilisant la spectroscopie d'émission de rayons X à l'Installation européenne de rayonnement synchrotron (ESRF). En 2021, il découvre que parmi les oiseaux, le grèbe élégant (Aechmophorus clarkii) et la sterne de Forster (Sterna forsteri) de Californie, le pétrel géant austral (Macronectes giganteus), le labbe polaire sud (Stercorarius maccormicki) de l'océan Austral et que parmi les poissons, le marlin bleu de l'Indo-Pacifique (Makaira mazera) de Polynésie française, détoxifient le complexe organique méthylmercure - cystéine (MeHgCys) en complexe inorganique mercure-sélénocystéine (Hg(Sec)4)[22],[23],[24],[25]. Quelques mois plus tard, il étend ce résultat au cétacé globicéphale à longues nageoires à partir de l'analyse de 89 tissus (foie, rein, muscle, cœur, cerveau) de 28 individus échoués sur les côtes d'Écosse et des îles Féroé[26].

Ces recherches ont mis en lumière la manière dont les oiseaux, les cétacés et les poissons parviennent à se débarrasser de la toxicité du méthylmercure. La déméthylation du complexe MeHgCys en Hg(Sec)4 est catalysée par la sélénoprotéine P (SelP) au sein de laquelle sont nucléés des amas de Hgx(Sec,Se)y qui se développent, probablement par auto-assemblage de protéines mercurielles, comme cela est courant dans les processus de biominéralisation, pour former de fins cristaux de séléniure de mercure (HgSe), inertes et non toxiques.

La molécule Hg(Sec)4, nouvellement identifiée par Manceau et ses collaborateurs est le principal « intermédiaire manquant » dans la réaction chimique qui permet aux animaux de survivre à des niveaux élevés de mercure. Cependant, comme Hg(Sec)4 a un rapport molaire sélénium/mercure de 4:1, quatre atomes de sélénium sont nécessaires pour détoxifier un seul atome de mercure. Ainsi, le composé Hg(Sec)4 épuise de manière significative la quantité de sélénium biodisponible, surpassant les estimations antérieures qui ne considéraient que le mercure spécifié comme HgSe. Une carence en sélénium peut avoir des répercussions sur le fonctionnement du cerveau et du système reproducteur des animaux, car les sélénoprotéines jouent un rôle crucial dans les fonctions antioxydantes du cerveau et des testicules[27]. Ses travaux sur l'antagonisme Hg-Se lui ont valu le ES&T 2021 Best Paper Award .

Toujours en 2021, il montre que la réaction de déméthylation par étapes MeHgCys → Hg(Sec)4 + HgSe s'accompagne du fractionnement des isotopes 202Hg et 198Hg, notés δ202Hg. Le fractionnement δ202Hg mesuré sur les tissus animaux entiers (δ202Hgt ) est la somme des fractionnements des espèces MeHgCys, Hg(Sec)4 et HgSe, pondérés par leurs abondances relatives :

δ202Hgt = f(Spi)t × δ202Spi

où δ202Spi est le fractionnement de chaque espèce chimique, et f(Spi) leur abondance relative, ou fraction molaire. Il découvre que δ202Spi peut être obtenu par inversion mathématique de données spectroscopiques isotopiques macroscopiques et microscopiques[26],[28].

La combinaison des données isotopiques et spectroscopiques a révélé que le méthylmercure alimentaire et le complexe Hg(Sec)4-SelP sont distribués dans tous les tissus (foie, reins, muscles squelettiques, cerveau) via le système circulatoire avec cependant une hiérarchie dans le pourcentage tissulaire de chaque espèce. L'essentiel du processus de détoxication est effectué par le foie, tandis que les tissus du cerveau, particulièrement sensibles aux effets neurotoxiques du mercure, se distinguent des autres tissus par une faible concentration en mercure et une forte proportion de HgSe inerte. Ces résultats semblent transposables à l'homme[29].

Publications

Alain Manceau a publié plus de 200 articles scientifiques, déclenchant une cascade de citations. Selon Science Citation Index, il totalise plus de 24 000 citations et obtient un indice h supérieur à 90. En 2020, il a été classé 111e sur un total de 70 197 chercheurs en géochimie/géophysique dans une étude bibliométrique réalisée par l'Université de Stanford avec la base de données Elsevier Scopus[30].

Récompenses et honneurs

Conférence en ligne et point culminant de la recherche

Références

  1. ↑ « Lauréats 2023 des prix thématiques | Lauréats | Prix et médailles | Encourager la vie scientifique », sur www.academie-sciences.fr (consulté le )
  2. ↑ a b c et d « Academy of Europe: Manceau Alain », sur www.ae-info.org (consulté le ) Erreur de référence : Balise <ref> incorrecte : le nom « CV_Academia Europea » est défini plusieurs fois avec des contenus différents.
  3. ↑ « Alain Manceau | Ph.D. supervisor » (consulté le )
  4. ↑ « Alain Manceau |IMPMC » (consulté le )
  5. ↑ « Alain Manceau |ENS Lyon » (consulté le )
  6. ↑ « Alain Manceau | ESRF » (consulté le )
  7. ↑ (en) V. A. Drits, B. A. Sakharov, A. L. Salyn et A. Manceau, « Structural Model for Ferrihydrite », Clay Minerals, vol. 28, no 2,‎ , p. 185–207 (DOI 10.1180/claymin.1993.028.2.02, Bibcode 1993ClMin..28..185D, S2CID 11345105, lire en ligne)
  8. ↑ (en) E. Jansen, A. Kyek, W. Schafer et U. Schwertmann, « The structure of six-line ferrihydrite », Applied Physics A: Materials Science & Processing, vol. 74,‎ , s1004–s1006 (DOI 10.1007/s003390101175, Bibcode 2002ApPhA..74S1004J, S2CID 55727756, lire en ligne)
  9. ↑ a b et c (en) Alain Manceau, Matthew A. Marcus, S. Grangeon et M. Lanson, « Short-range and long-range order of phyllomanganate nanoparticles determined using high-energy X-ray scattering », Journal of Applied Crystallography, vol. 46,‎ , p. 193–209 (DOI 10.1107/s0021889812047917, S2CID 56356250, lire en ligne) Erreur de référence : Balise <ref> incorrecte : le nom « :0 » est défini plusieurs fois avec des contenus différents.
  10. ↑ (en) Victor A. Drits, Ewen Silvester, Anatoli I. Gorshkov et Alain Manceau, « Structure of synthetic monoclinic Na-rich birnessite and hexagonal birnessite; I, Results from X-ray diffraction and selected-area electron diffraction », American Mineralogist, vol. 82, nos 9–10,‎ , p. 946–961 (DOI 10.2138/am-1997-9-1012, Bibcode 1997AmMin..82..946D, S2CID 56030552, lire en ligne)
  11. ↑ (en) Ewen Silvester, Alain Manceau et Victor A. Drits, « Structure of synthetic monoclinic Na-rich birnessite and hexagonal birnessite; II, Results from chemical studies and EXAFS spectroscopy », American Mineralogist, vol. 82, nos 9–10,‎ , p. 962–978 (DOI 10.2138/am-1997-9-1013, Bibcode 1997AmMin..82..962S, S2CID 55969753, lire en ligne)
  12. ↑ (en) Bruno Lanson, Victor A. Drits, Qi Feng et Alain Manceau, « Structure of synthetic Na-birnessite: Evidence for a triclinic one-layer unit cell », American Mineralogist, vol. 87, nos 11–12,‎ , p. 1662–1671 (DOI 10.2138/am-2002-11-1215, Bibcode 2002AmMin..87.1662L, S2CID 53443294, lire en ligne)
  13. ↑ (en) Chernev, Fischer, Hoffmann et Oliver, « Publisher Correction: Light-driven formation of manganese oxide by today's photosystem II supports evolutionarily ancient manganese-oxidizing photosynthesis », Nature Communications, vol. 12, no 1,‎ , p. 419 (PMID 33436628, PMCID 7804171, DOI 10.1038/s41467-020-20868-9)
  14. ↑ (en) Alain Manceau, Victor A. Drits, Ewen Silvester et Celine Bartoli, « Structural mechanism of Co2+ oxidation by the phyllomanganate buserite », American Mineralogist, vol. 82,‎ , p. 1150–1175 (DOI 10.2138/am-1997-11-1213, S2CID 54923713, lire en ligne)
  15. ↑ (en) Alain Manceau et Stephan Steinmann, « Density functional theory modeling of the oxidation mechanism of Co(II) by birnessite », ACS Earth and Space Chemistry, vol. 6, no 8,‎ , p. 2063–2075 (DOI 10.1021/acsearthspacechem.2c00122, Bibcode 2022ESC.....6.2063M, S2CID 251086409, lire en ligne)
  16. ↑ (en) Alain Manceau et Stephan Steinmann, « Density functional theory modeling of the oxidation mechanism of Tl(I) by birnessite », ACS Earth and Space Chemistry, vol. 7, no 7,‎ , p. 1459–1466 (DOI 10.1021/acsearthspacechem.3c00103, Bibcode 2023ESC.....7.1459M, S2CID 259292146, lire en ligne)
  17. ↑ (en) Alain Manceau, M. A. Marcus et N. Tamura, « Quantitative Speciation of Heavy Metals in Soils and Sediments by Synchrotron X-ray Techniques », Reviews in Mineralogy and Geochemistry, vol. 49, no 1,‎ , p. 341–428 (DOI 10.2138/gsrmg.49.1.341, Bibcode 2002RvMG...49..341M, lire en ligne)
  18. ↑ (en) Michel Mench, Sylvie Bussière, Jolanda Boisson et Emmanuelle Castaing, « Progress in remediation and revegetation of the barren Jales gold mine spoil after in situ inactivation », Plant and Soil, vol. 249,‎ , p. 187–202 (DOI 10.1023/a:1022566431272, S2CID 1771467, lire en ligne)
  19. ↑ (en) Alain Manceau, Marie-Claire Boisset, Géraldine Sarret et Jean-Louis Hazemann, « Direct determination of lead speciation in contaminated soils by EXAFS spectroscopy », Environmental Science & Technology, vol. 30, no 5,‎ , p. 1540–1552 (DOI 10.1021/es9505154, Bibcode 1996EnST...30.1540M, lire en ligne)
  20. ↑ (en) Alain Manceau, Sophie A.L. Paul, Alexandre Simionovici et Valérie Magnin, « Fossil bioapatites with extremely high concentrations of rare earth elements and yttrium from deep-sea pelagic sediments. », ACS Earth and Space Chemistry, vol. 6, no 8,‎ , p. 2093–2103 (DOI 10.1021/acsearthspacechem.2c00169, Bibcode 2022ESC.....6.2093M, S2CID 250572338, lire en ligne)
  21. ↑ (en) Alain Manceau, Alexandre Simionovici, Nathaniel Findling et Pieter Glatzel, « Crystal chemistry of thallium in marine ferromanganese deposits. », ACS Earth and Space Chemistry, vol. 6, no 5,‎ , p. 1269–1285 (DOI 10.1021/acsearthspacechem.1c00447, Bibcode 2022ESC.....6.1269M, lire en ligne)
  22. ↑ a et b (en) Alain Manceau, Jean-Paul Bourdineaud, Ricardo B. Oliveira et Sandra L. F. Sarrazin, « Demethylation of Methylmercury in Bird, Fish, and Earthworm », Environmental Science & Technology, vol. 55, no 3,‎ , p. 1527–1534 (PMID 33476127, DOI 10.1021/acs.est.0c04948, Bibcode 2021EnST...55.1527M, S2CID 231679875, lire en ligne) Erreur de référence : Balise <ref> incorrecte : le nom « :1 » est défini plusieurs fois avec des contenus différents.
  23. ↑ a et b (en) Alain Manceau, Anne-Claire Gaillot, Pieter Glatzel et Yves Cherel, « In Vivo Formation of HgSe Nanoparticles and Hg–Tetraselenolate Complex from Methylmercury in Seabirds—Implications for the Hg–Se Antagonism », Environmental Science & Technology, vol. 55, no 3,‎ , p. 1515–1526 (PMID 33476140, DOI 10.1021/acs.est.0c06269, Bibcode 2021EnST...55.1515M, S2CID 231680173, lire en ligne) Erreur de référence : Balise <ref> incorrecte : le nom « :2 » est défini plusieurs fois avec des contenus différents.
  24. ↑ (en) Alain Manceau, Sabine Azemard, Laetitia Hédouin et Emilia Vassileva, « Chemical Forms of Mercury in Blue Marlin Billfish: Implications for Human Exposure », Environmental Science & Technology Letters, vol. 8, no 5,‎ , p. 405–411 (DOI 10.1021/acs.estlett.1c00217, Bibcode 2021EnSTL...8..405M, S2CID 234874204, lire en ligne)
  25. ↑ (en) Brett A. Poulin, Sarah E. Janssen, Tylor J. Rosera et David P. Krabbenhoft, « Isotope Fractionation from In Vivo Methylmercury Detoxification in Waterbirds », ACS Earth and Space Chemistry, vol. 5, no 5,‎ , p. 990–997 (DOI 10.1021/acsearthspacechem.1c00051, Bibcode 2021ESC.....5..990P, S2CID 233601869, lire en ligne)
  26. ↑ a et b (en) Alain Manceau, Romain Brossier et Brett A. Poulin, « Chemical Forms of Mercury in Pilot Whales Determined from Species-Averaged Mercury Isotope Signatures », ACS Earth and Space Chemistry, vol. 5, no 6,‎ , p. 1591–1599 (DOI 10.1021/acsearthspacechem.1c00082, Bibcode 2021ESC.....5.1591M, S2CID 236302944, lire en ligne) Erreur de référence : Balise <ref> incorrecte : le nom « :3 » est défini plusieurs fois avec des contenus différents.
  27. ↑ (en) Raymond F. Burk et Kristina E. Hill, « Regulation of Selenium Metabolism and Transport », Annual Review of Nutrition, vol. 35,‎ , p. 109–134 (PMID 25974694, DOI 10.1146/annurev-nutr-071714-034250, lire en ligne)
  28. ↑ (en) Alain Manceau, Romain Brossier, Sarah E. Janssen et Tylor J. Rosera, « Mercury Isotope fractionation by internal demethylation and biomineralization reactions in seabirds: Implications for environmental mercury science », Environmental Science & Technology, vol. 55, no 20,‎ , p. 13942–13952 (PMID 34596385, DOI 10.1021/acs.est.1c04388, Bibcode 2021EnST...5513942M, S2CID 238238141, lire en ligne)
  29. ↑ (en) Malgorzata Korbas, John L. O’Donoghue, Gene E. Watson et Ingrid J. Pickering, « The Chemical Nature of Mercury in Human Brain Following Poisoning or Environmental Exposure », ACS Chemical Neuroscience, vol. 1, no 12,‎ , p. 810–818 (PMID 22826746, PMCID 3400271, DOI 10.1021/cn1000765, lire en ligne)
  30. ↑ (en) John P. A. Ioannidis, Kevin W. Boyack et Jeroen Baas, « Updated science-wide author databases of standardized citation indicators », PLOS Biology, vol. 18, no 10,‎ , e3000918 (PMID 33064726, PMCID 7567353, DOI 10.1371/journal.pbio.3000918)
  31. ↑ « List of MSA fellows »
  32. ↑ « Recipients of the George W. Brindley Clay Science Lecture award »
  33. ↑ « Recipients of the George Brown Lecture award »
  34. ↑ « Médailles d'argent du CNRS »
  35. ↑ « Equipex projects at ESRF »
  36. ↑ « Academy of Europe: Manceau Alain », www.ae-info.org
  37. ↑ « List of ERC Grantees at ESRF »
  38. ↑ (en) Julie Beth Zimmerman, Jennifer Field, Frederic Leusch et Greg Lowry, « The 2021 ES&T Best Paper Awards: Nevertheless, We Persisted », Environmental Science & Technology, vol. 56, no 22,‎ , p. 15179–15181 (ISSN 0013-936X, DOI 10.1021/acs.est.2c07931)
  39. ↑ « Prix thématiques de l'Académie des Sciences, relatifs aux Sciences de l'univers »
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