Université de Lorraine
Laboratoire Sols et Environnement
2, avenue de la Forêt de Haye
BP 20163
F-54505 Vandoeuvre-lès-Nancy cedex
Mes activités de recherches concernent l'étude à différentes échelles de la dynamique des matières organiques et des microstructures organo-minérales au sein des sols, en tant que révélateurs de leur bio-fonctionnement et de leur évolution. L’approche est basée sur la caractérisation morphologique et analytique des associations organo-minérales à différentes échelles et le suivi de leur évolution in situ, avec un focus particulier sur les microstructures (0-20 µm). Les microstructures organo-minérales peuvent en effet être considérées comme des indicateurs bio-physico-chimiques permettant de préciser les relations entre la dynamique de la structure des sols et leurs fonctionnements, en particulier sous l’impact des facteurs biologiques.
Ce suivi de l’agrégation au sein des sols est réalisé du profil de sol, aux macro- et micro-agrégats, via l’utilisation de méthodes spécifiques à la conservation des structures initiales. Ces méthodes concernent notamment le fractionnement granulo-densimétrique, le litholamellage ou la microscopie électronique à transmission, méthodologies développées par les personnels de la plateforme « Matériaux Friables » d’ANATELO hébergée au LSE.
J’utilise cette approche dans l’étude de la dynamique de l’agrégation des sols, de la genèse des agrégats aux modifications de la structure des sols, dues à divers impacts tels que ceux de l’activité biologique, de pratiques culturales ou de réhabilitation de sols. Dans le cadre de l’étude des Technosols, l’approche microstructures est mise en perspective d’une pédologie fonctionnelle, avec pour double objectif de préciser la qualité agro-environnementale des milieux et de contribuer à une représentation du fonctionnement des Technosols, notamment sous l’impact de l’activité des organismes vivants : plante, faune et microflore. Ces dernières années, mes travaux ont porté essentiellement sur le suivi des microplastiques dans les sols notamment agricoles, la réhabilitation de sites miniers ou industriels et le développement de nouvelles méthodes analytiques sur lames minces de sols.
2013 : HDR « La dynamique des microstructures organo-minérales dans la connaissance du biofonctionnement des sols »
2004 - actuel : Valorisation des recherches par la création en 2007 de l’entreprise Microhumus, dont le cœur de métier initial était l’expertise des amendements organiques et composts
1995 - actuel : Recrutement au CNRS et affectation en 2002 au LSE
1990-1994 : expérience professionnelle en bureau d’études en environnement et risques industriels
1990 : Doctorat en Pédologie de l'Université de Nancy « Production de sidérophores dans des sols acides et calcimagnésiques et altération de minéraux (oxyhydroxydes, silicates) par des champignons ectomycorhiziens ».
Watteau, F., Villemin, G., 2001. Ultrastructural study of the biogeochemical cycle of silicon in the soil and litter of a temperate forest. Eu. J. Soil Sci. 52, 3, 385-396.
Monsérié, MFM., Watteau, F., Villemin, G., Ouvrard, S., Morel, J.L., 2009. Technosol genesis: Identification of organo-mineral associations in a young Technosol derived from coking plant waste materials. JSS 9, 6, 537-546.
Watteau, F., Villemin, G., 2011. Characterization of organic matter microstructure dynamics during co-composting of sewage sludge, barks and green waste. Bioresource Techn. 102, 9313-9317. http://dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2011.07.022
Watteau, F., Villemin, G., Bartoli, F., Schwartz, C., Morel, J.L., 2012. 0-20 µm aggregate typology based on the nature of aggregative organic materials in a cultivated silty topsoil. Soil Biol. Biochem. 4, 103-114.http://dx.doi.org/10.1016/j.soilbio.2011.11.021
Pey, B., Cortet, J., Watteau, F., Cheynier, K., Schwartz, C., 2013. Structure of earthworm burrows related to organic matter of a constructed Technosol. Geoderma 202, 203, 103-111.
Jangorzo, N.S., Schwartz, C., Watteau, F., 2014. Image analysis of soil thin sections for a non-destructive quantification of aggregation in the early stages of pedogenesis. Eu. J. Soil Sci. 65, 485-498.
Motte, J.C., Watteau, F., Escudié, R., Steyer, J.P., Bernet, N., Delgenes, J.P., Dumas, C., 2015. Dynamic observation of the biodegradation of lignocellulosic tissue under solid state anaerobic conditions. Bioresource Techn. 191, 322-326. http://dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2015.04.130
Vidal, A., Remusat, L., Watteau, F., Derenne, S., Quenea, K., 2016. Incorporation of 13 C labelled shoot residues in Lumbricus terrestris casts: A combination of transmission electron microscopy and nanoscale secondary ion mass spectrometry. Soil Biol. Biochem. 93, 8-16. doi: 10.1016/j.soilbio.2015.10.018
Rees, F., Watteau, F., Mathieu, S., Turpault, M.P., Le Brech, Y., Qiu, R., Morel, J.L., 2017. Metal immobilization on wood-derived biochars: distribution and reactivity of carbonate phases. J. Environm. Qual. 46, 845-854. doi: 10.2134/jeq2017.04.0152
Huot, H., Cortet, J., Watteau, F., Milano, J., Nahmani,, J., Sirguey C., Schwartz, C., Morel, JL., 2018. Diversity and activity of soil fauna in an industrial settling pond managed by natural attenuation. Appl. Soil Ecol. 132, 34-44. doi.org/10.1016/j.apsoil.2018.08.020
Jangorzo, N.S., Watteau, F., Schwartz, C, 2018. Ranking of wetting–drying, plant, and fauna factors involved in the structure dynamics of a young constructed Technosol. J. Soils Sediments 18, 9, 2995–3004. doi:10.1007/s11368-018-1968-5.
Watteau, F., Villemin, G., 2018. Soil Microstructures Examined Through Transmission Electron Microscopy Reveal Soil-Microorganisms Interactions. Front. Environ. Sci 6, 106.
Watteau, F., Huot, H., Séré, G., Begin, J.C., Rees, F., Schwartz, C., Morel, JL., 2018. Micropedology to reveal pedogenetic processes in Technosols. Span. J. Soil Sci. 8, 2, 148-163.
Watteau, F., Dignac, M.F., Bouchard, A., Revallier, A., Houot, S., 2018. Microplastic detection in soil amended with municipal solid waste composts as revealed by transmission electronic microscopy and pyrolysis/GC/MS. Front. Sustain. Food Syst., 2, 81. https://doi.org/10.3389/fsufs.2018.00081
Watteau F., Huot H., Séré G., Begin JC., Rees F., Schwartz C., Morel JL., 2018. Micropedology to reveal pedogenetic processes in Technosols. SJSS, 8, 2, 148-163.
Watteau F., Huot H., Séré G., Begin JC., Rees F., Schwartz C.,Qiu R., Morel JL, 2018. Micropedology in SUITMA’s. Soils within cities. Ed. Levin MJ et al., IUSS Working Group SUITMA, 84-92.
Vidal, A., Watteau, F., Remusat, L., Mueller, C.W., Nguyen Tu, T.T., Buegger, F., Derenne, S., Quenea, K., 2019. Earthworm Cast Formation and Development: A Shift From Plant Litter to Mineral Associated Organic Matter. Front. Environ. Sci. https://doi.org/10.3389/fenvs.2019.00055
Watteau F, Jangorzo NS, Schwartz C., 2019. A micromorphological analysis for quantifying structure descriptors in a young constructed Technosol. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana, 71 (1), 11-20.
Colombini G., Auclerc A., Watteau F., 2020. Techno-moder: A proposal for a new morpho-functional humus form developing on Technosols revealed by micromorphology
Geoderma 375, 114526. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114526
Colombini, G., Watteau F. and Auclerc, A., 2022. "Technosol rehabilitation strategies drive soil physico-chemical properties and fauna diversity on a former coking plant area." Applied Soil Ecology 177: 104542.
Colombini, G., Auclerc, A., Watteau, F., 2023. Technogenic parent materials drive Technosols humus system formation on an industrial brownfield. CATENA 233: 107469.
Ducasse, V., Watteau, F., Kowaleski, I., Ravelojoana, H., Capowiez, Y., Peigné, J. (2023) The amending potential of vermicompost, compost and digestate from urban biowaste: Evaluation using biochemical, Rock-Eval® thermal analyses and transmission electronic microscopy. Bioresource Technology Reports 22: 101405.
Ilunga Ngoy, S., Thieblemont, D., Callec , Y., Kampata, D., Mupande, J. F., Auclerc, A., Watteau, F. (2023) Macrotermes falciger termite mounds as indicators of lithogeochemical anomalies of metals of interest. Journal of Geochemical Exploration 248: 107197.
Watteau, F., Lopez, J., Soria, R., Bouchard, A., Ortega, R., Miralles, I. 2025. Technosol’s aggregation patterns according restoration treatments in limestone cement quarry in a semi-arid environment. IOP Conf. Ser. : Earth and Environmental Sciences, 1455, 012001. Doi :10.1088/1755-1315/1455/1/012001.
Watteau, F., Morel, Jean-Louis, Liu, C., Tang, Y., Huot, H. 2025. Technosol micromorphology reveals the early pedogenesis of abandoned rare earth element mining sites undergoing reclamation in south China. Minerals, 15, 514. https://doi.org/10.3390/min15050514.
Janot N, Huot H., Rivard C., Perrin M, Noirault A., Tang YT., Watteau F., Montargès-Pelletier E., 2025. Localization and speciation of rare earth elements in mine tailings from ion-adsorption clay deposits, Southern China: Insights from microfocused X-ray fluorescence spectroscopy. Journal of Hazardous Materials Advances, 2025, 17, pp.100609. ⟨10.1016/j.hazadv.2025.100609⟩
Noel C., Huot H., Alvarez-Llamas C., Offroy M., Watteau F, Duponchel L. and Motto-Ros V., 2025. Ultrafast LIBS elemental imaging: a new tool for pedogenesis studies in highly polluted anthropogenic soils. J. Anal. At. Spectrom., 40, 3023-3030.
Morvan, T., Watteau, F., Robin, P, 2025. Unraveling Carbon and Nitrogen Dynamics in Cattle Manure: New Insights from Litterbag Incubation. Nitrogen 2025, 6, 56. https://doi.org/10.3390/nitrogen6030056.
Durand, A, Colombini G., Watteau F., Wolff A.F., and Henry S., 2025. "Properties of the Techno-Humus Systems at a Former Cooking Plant Site Drives the Diversity of Fungal and Bacterial Soil Communities." Applied Soil Ecology 216, 106509. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2025.106509 .

