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 jusquà la détection, la
quantification de lanalyte et la transmission de linformation
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 deau 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
Lobjectif
de ce programme sur 2008- 2012 est :
-
de démontrer la faisabilité
dun micro-système générique
, intégrant un système micro-fluidique
de filtration et concentration à un module de micro-détection
(
-
Definir une méthodologie
de quantification in situpar association dun
système micro-système fluidique à des micro-capteurs
de métaux électrochimiques, et sa validation en
laboratoire et sur site.
-
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