Ce projet de recherche a réunit depuis Janvier 2008 jusqu'a juin 2012, 9 partenaires afin d'elaborer et valider un nouveau concept analytique compact intégrant la totalité de la chaîne analytique depuis le prélèvement et son conditionnement jusqu’à la détection, la quantification de l’analyte et la transmission de l’information
 


Contexte de la recherche proposée

La surveillance des ressources en eau et des milieux naturels est un enjeu environnemental majeur pour les années à venir impliquant de très nombreux acteurs (collectivités territoriales, agences de bassin, organismes de contrôle, gestionnaires de stations de traitement, citoyens). En particulier la directive cadre sur l'eau DCE 2000/60/EC applicable en France et en Europe, impose la connaissance et le suivi d'un nombre important de substances dites prioritaires avec pour objectif un retour au bon état des masses d'eau pour 2015.

Dans ce cadre il est essentiel de développer des outils permettant de suivre en temps réel le bon état des masses d'eau.
Une chimie de l'environnement propre à renseigner sur la qualité et le fonctionnement des hydrosystèmes doit s'adapter à leurs caractéristiques géomorphologiques et dynamiques. Pour cela nous devons développer des moyens d'investigation présentant les qualités suivantes : économiques afin de permettre la multiplication des mesures ; autonomes afin de limiter les coûts de maintenance ; rapides afin de suivre les événements transitoires, fiables et précis afin de garder la qualité des mesures actuelles et enfin non perturbateurs afin de ne pas modifier les teneurs autour du point de mesure.
Si l'analyse en laboratoire permet le déploiement d'un large éventail de techniques analytiques autorisant le dosage précis d'analytes spécifiques, elle ne répond pas à ces exigences.

D'où la nécessité de concevoir un nouveau type d'analyse de terrain. Le développement de micro-systèmes analytiques adaptés aux mesures en continu, ouvre une voie innovante à la quantification des flux dans l'environnement et à leur suivi en temps réel.

: Surveillance en continu des masses d’eau selon les critères de la DCE/2008 : Cd < 0,08 µg/L ; Hg < 0,05 µg/L ; Ni < 20 µg/L ; Pb < 7,2 µg/L

L’objectif de ce programme sur 2008- 2012 est :

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de démontrer la faisabilité d’un micro-système générique , intégrant un système micro-fluidique de filtration et concentration à un module de micro-détection (
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Definir une méthodologie de quantification in situ par association d’un système micro-système fluidique à des micro-capteurs de métaux électrochimiques, et sa validation en laboratoire et sur site.
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illustrer la faisabilité de ce concept en prenant pour métaux modèles les quatre métaux prioritaires de la DCE/2000 : le Cadmium, le Mercure, le Plomb et le Nickel.

La finalité de ce projet est donc la validation d'un micro-système en ligne générique de suivi en continu des métaux prioritaires dissous, transposable à de nombreux autres micropolluants organiques et minéraux.

Organisation du programme

Le projet INTEGREAU vise à valider un nouveau micro-système générique de mesure permettant de filtrer et concentrer les métaux dissous présents dans les eaux afin de les doser par méthode électrochimique. Cela nécessite l'assemblage d'un module de préparation/concentration de l'échantillon et d'un module de détection.

Les principaux verrous technologiques et scientifiques à lever pour atteindre cet objectif sont essentiellement liés à :
- la limite de détection des modules électrochimiques,
- la suppression des actifs de mineralisation
- la reproductibilité de la mesure et la stabilité dans le temps des deux modules,
- le couplage du module microfluidique d'extraction concentration avec le module de détection électrochimique,
- la maîtrise des écoulements fluidiques,
- la miniaturisation d'un module de prétraitement.

Les principales voies d'améliorations en cours de projet concerneront :
- le relargage quantitatif des métaux de la phase organique qui permettra le recyclage,
- la transmission des informations à distance, voire la télémaintenance,


Afin lever ces verrous technologiques, le projet recherche INTEGREAU s'organise en 6 tâches elles-mêmes sub-divisées en sous-tâches :

: Cahier des charges du Système avec ses différentes fonctionnalités
: Conception et Réalisation du microconcentrateur fluidique (extraction du métal et libération dans la cellule de mesure)

: Mesure électrochimique (seuil de détection)

: Assemblage et Construction d'une maquette de laboratoire

: Maquette industrielle : réalisation et évaluation des performances du système complet (stabilité, résistance au colmatage)

: Bilan et Dissémination