Les sites industriels de production et de recyclage de métaux ferreux et non-ferreux sont à l’origine d’émissions locales dans l’atmosphère de particules riches en métaux et métalloïdes (As, Cd, Fe, Pb, Sb, Zn …) qui peuvent avoir un impact sur l’environnement et la santé humaine. En particulier, lorsque ces industries sont situées près de zones urbaines, ces particules peuvent contaminer les sols et les végétaux lors de leur retombée, induisant ainsi un risque sanitaire pour les populations. La contamination des plantes potagères par les métaux est un sujet de préoccupation des pouvoirs publics et de la communauté scientifique. L’étude de l’accumulation et du transfert des métaux, dans les réseaux trophiques, est donc d’importance majeure pour évaluer les risques sanitaires. Si la contamination des végétaux par le transfert sol-plantes a donné lieu à de nombreuses études, la contamination des plantes potagères par la voie foliaire n’est plus à ignorer, comme le montrent des travaux récents. L’étude de l’accumulation et du transfert des métaux a été effectuée in situ et en conditions contrôlées pour différents végétaux consommables aux caractéristiques morphologiques différentes (laitue, ray-grass, chou commun). L’accumulation des métaux, leur transfert dans les végétaux et l’évaluation des impacts phytotoxiques, caractérisés par des techniques de microscopie et de spectrométrie (MEB-EDX, Raman, EXAFS/XANES, LA-ICP-MS, RPE…) ainsi que par des tests biologiques (activité photosynthétique, génotoxicité, expression génique), ont été discutés en fonction de la concentration en métaux, de leur spéciation et de leur localisation sur/dans les feuilles et du temps d’exposition. / Industrial activities such as production and recycling of ferrous and non-ferrous metals can emit in the atmosphere large quantities of metal(loid)s-rich particles (As, Cd, Fe, Pb, Sb, Zn …) which may have an impact on the environment and human health. Especially when these industries are located near urban areas, particles can contaminate soils and plants when they fallout, thus inducing a health risk for the population. Contamination of vegetables by metals is a topic of concern for public authorities and the scientific community. Studying the accumulation and transfer of metal(loid)s in food webs is therefore of major importance to assess health risks. The plant contamination by the soil-plant transfer has led to numerous studies and the contamination of vegetables by foliar pathway can't be ignored, as shown by recent work. The study of accumulation and transfer of metals (metalloids) has been carried out in situ and under controlled conditions for various consumable plants with different morphological characteristics (lettuce, ryegrass and cabbage). The accumulation and transfer of metals and their phytotoxicity, characterized by microscopy and spectrometric techniques (SEM-EDX, Raman, EXAFS/XANES, LA-ICP-MS, EPR…) and biological tests (photosynthetic activity, genotoxicity, gene expression), have been discussed in terms of metals concentration, metals location and speciation on/into leaves and exposure time.

Depuis la révolution industrielle en Europe (XIXe siècle), les nombreuses activités anthropiques ont provoqué des changements environnementaux globaux considérables. La composition de l'atmosphère terrestre en particulier, a été fortement modifiée par l'émission de polluants gazeux et particulaires. Actuellement, l'industrie métallurgique de seconde fusion contribue de façon significative aux émissions atmosphériques de métaux. C'est pourquoi ce travail de thèse s'est focalisé sur l'étude des transferts et impacts sur les sols, les végétaux et l'homme, des particules émises par le procédé de recyclage du plomb en relation avec leurs propriétés physico-chimiques. Trois sources principales d'émissions de particules ont été identifiées dans le procédé du recyclage du plomb et caractérisées en vue d'étudier les impacts potentiels sur les cibles végétales et humaines. Les particules échantillonnées (postes de travail et émissions canalisées) et ségréguées en fonction de leur taille (PMtot, PM10 et PM2,5) sont principalement composées de métaux (jusqu'à 50% en masse de la composition totale en métaux de transition, alcalins et alcalino-terreux), avec une majeur partie de plomb (25-45 %). Les spéciations majoritaires du plomb sont la galène (PbS), le sulfate du plomb (PbSO4) ou dérivés (xPbO.PbSO4 x=1,2 ou 3). L'étude du transfert des particules dans le sytème sol-plante a montré que, lorsque la taille des particules de process présentes dans le sol diminue (de 10µm à 2.5µm), le tranfert du plomb vers les parties aériennes des salades augmente de 20%. Le transfert foliaire de plomb issu des particules de process a été mis en évidence et des mécanismes d'absorption.ont été proposés. Enfin, l'étude exploratoire des particules riches en plomb sur la santé humaine a permis de montrer que la diminition de la taille des particules ingérées augmentait la bioaccessibilité gastrique du plomb. Dans le cas de l'inhalation, il a été démontré que les particules n'induisaient pas de cytotoxicité jusqu'à 50µg/cm2, mais provoquaient une réponse inflammatoire dose-dépendante des cellules épithéliales pulmonaires. / Since the Industrial Revolution in Europe (XIXe century), human activities have caused significant global environmental changes. The composition of the atmosphere in particular, has been extensively modified by the emission of gaseous and particulate pollutants. Currently, the secondary (or recycling) metallurgical industry contributes significantly to air emissions of metals. Therefore, this thesis focused on the study of transfers and impacts on soils, plants and humans, of particles from the recycling process of lead in relation to their physicochemical properties. Three main sources of particulate emissions have been identified in the process of recycling lead and characterized, to study the potential impacts on plant and human targets. The particles sampled (workstations and channelled emissions), and segregated according to their size (PMtot, PM10 and PM2, 5), are mainly composed of metals (up to 50% by weight of the total composition in transition metals alkaline and alkaline), with a major part of lead (25-45%). The major speciations of lead are galena (PbS), lead sulfate (PbSO4) or derivatives (xPbO.PbSO4 x = 1,2 or 3). The study of transfer of particles in the soil-plant system has shown that when the particle size of processes in the soil decreases (from 2.5µm to 10µm), the transfer of lead into the aerial parts of lettuce growing at 20 %. The uptake of lead from particles process by leaves has been demonstrated and mechanisms of absorption have been proposed. Finally, exploratory study of lead-rich particles on human health has shown that diminution of the size of particles ingested increased gastric bioaccessibility of lead. In the case of inhalation, it was shown that the particles did not induce cytotoxicity up 50µg/cm2, but caused a dose-dependent inflammatory response of lung epithelial cells