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DECAP - Plateforme DEveloppement de CAPteurs

PRÉSENTATION

Le développement des techniques analytiques a révélé la présence de nombreux micropolluants dans les eaux de surface et souterraines en lien avec l’intensification des activités anthropiques. Ces composés, très nombreux, appartiennent à différentes familles de polluants, telles que les métaux, les HAP, les pesticides, les phtalates ou les composés pharmaceutiques, et peuvent avoir des conséquences néfastes sur l’homme, à travers divers modes d’action : perturbateurs endocriniens, agents cancérigènes,... Ces micropolluants posent donc un problème environnemental majeur, d’autant plus qu’ils sont bien souvent peu ou pas éliminés par les techniques conventionnelles de traitement et d’épuration des eaux, et sont donc retrouvés dans l’eau de consommation et dans les eaux naturelles. Cette problématique a conduit à l’établissement de normes beaucoup plus contraignantes de rejet des eaux usées (industrielles et collectives), avec des objectifs de qualité de l’ensemble des eaux à atteindre d’ici 2021 fixant des seuils extrêmement bas pour les micropolluants prioritaires (DCE-Annexe 08/2013). C’est pourquoi il est indispensable, d’une part, de développer et d’optimiser de nouvelles méthodes de traitement et d’épuration des eaux permettant l’élimination de ces micropolluants, mais aussi d’élaborer des capteurs suffisamment sensibles et sélectifs pour surveiller à distance la qualité des eaux en effectuant des analyses en continu ou semi-continu régulièrement et en couvrant un maximum de sites géographiques.

C’est dans ce contexte que s’inscriront les activités de la plateforme DECAP permettant de développer de nouveaux matériaux, intégrés dans des dispositifs capteurs et proposant des procédés de dépollution innovants en interaction avec le projet CPER PROMESTOCK (Procédés et Matériaux pour l'Energie, l'Environnement, le Stockage de l’énergie et les Risques).

Cette plateforme repose sur les savoir-faire, l’expertise et les plateformes instrumentales des trois laboratoires ICMN, GREMI et CEMHTI, et du centre de ressources technologiques CRESITT.

EN BREF

Organisme
CNRS
Thème
Capteurs
Micro polluants
Chiffres clés
14 partenaires privés et publics
7 salariés
6 projets en cours
100m2 de laboratoire
Documents
SERVICES PROPOSÉS

« DECAP » est une plateforme transversale de PIVOTS, consacrée à la conception de capteurs pour l’environnement et au développement de procédés de dépollution des eaux. La plateforme DECAP fait le lien entre les innovations générées en matière de nouveaux matériaux et procédés, et leur application en termes de nouveaux capteurs et nouvelles méthodes pour le monitoring de l’environnement.

La plateforme dispose de moyens permettant de concevoir et de caractériser de nouveaux capteurs adaptés aux différents milieux aqueux et de démontrer leur pertinence (preuve de concept).

DECAP est également axée sur l'élimination de polluants dans les eaux par des procédés plasma (GREMI) ou par des procédés électrochimiques et d'ozonation intégrant des matériaux carbonés (ICMN).

La plateforme dispose donc d’un ensemble d’équipements dédiés :

  • à l’analyse des eaux (COTmètre, analyseurs DCO, DBO…),
  • au développement des capteurs : sérigraphieuse, imprimante jet d’encre,
  • à l’évaluation des performances des capteurs : enceintes de test, potentiostats, systèmes optiques, Microscope à Force Atomique, microbalance à quartz permettant de concevoir de nouveaux capteurs adaptés aux différents milieux visés (eau, air, milieux poreux) et de démontrer leur pertinence (preuve de concept).
  • au développement de procédés de dépollution des eaux : réacteur électrochimique.

 

LES MOYENS

  • AFM : Contrôle et suivi des récepteurs sensibles et de matériaux développés pour les capteurs et les procédés d’élimination de polluants.
  • Matériel d’électrochimie portatif, avec modules de bas courant et impédance intégrés : possibilité d'analyses sur site.
  • Micro-balance à quartz : Compréhension, suivi et optimisation de la croissance des couches sensibles sur les matériaux actifs des systèmes environnementaux.
  • Sérigraphieur automatique : Fabrication de capteurs par impression d’encres formulées.
  • Appareil de mesure de COT : Suivi de la dégradation de composés organiques.
  • Adaptateur micro/macro pour capteurs.
  • Système de mesure électrique en température : Contrôle de l’efficacité de la détection.
 
Une équipe mobilisable de chercheurs depuis la conception des capteurs et des procédés de dépollution jusqu’à leur validation sur site.
 

INSTRUMENTS DE MESURES A DISPOSITION
  • Wire-Bonding, Effet Hall, Analyseur de Carbone Organique et Total
  • Matériel Electrochimie:  
    • Potenstiostats simple voie et multi-voies
    • Microbalance à quartz
    • Réacteur électrochimique
  • Microscope à force atomique AFM
  • Station de test sous pointes (I-V, C-V), analyseurs DCO, DBO

 

Ils ont fait confiance à la plateforme DECAP :

DSA Technologies, AXYNTHIS, AQUALTER, 3M, ETHYPHARM, ANR

Collaborations académiques:

GPIB, Université d'Angers
ICOA, Orléans
ITODYS, Paris Diderot
PCM2E, Université de Tours
GREMAN, Université de Tours, CEA
BRGM
ISTO

Collaborations internationales:
Université de Prishtina, Kosovo 

PROJETS

Aucun projet n'a été trouvé.

  • Projet CAPEL-MIP (ICMN/ ICOA/ BRGM / DSA Technologies)

  • Projet CAPELCAHAP (ICMN/ PCM2E/ BRGM/ DSA Technologies)

  • Projet IMERSYOM (ICMN/ GREMI/ GREMAN/ GEOHYD)

  • Projet MATHEO (ICMN/ ISTO/ AQUALTER/ AXYNTHIS/ 3M)

  • Projet TREMEMAP (GREMI/ ICOA/ETHYPHARM)

  • Projet CIRME (ICMN, DSA TECHNOLOGIES)

DERNIÈRES ACTUALITÉS

Capteurs électrochimiques pour la détection de micropolluants

Si de nombreuses études concernent le développement de matériaux d’électrodes permettant la détection électrochimique de micropolluants, la plupart concernent des polluants métalliques et très peu prennent en compte les contraintes liées à une application en semi-continu. Les activités du CRMD liées à la métrologie environnementale se distinguent, en premier lieu, par une approche globale allant du matériau au capteur : élaboration des encres, fonctionnalisation des matériaux carbonés, mise en œuvre permettant la fabrication de l’électrode mais aussi l’étude de la méthode analytique mettant en jeu le choix et l’optimisation de la méthode électrochimique, avec pour objectif l’obtention de capteurs peu coûteux permettant des analyses sur site en semi-continu avec les contraintes matériaux et les mises en œuvre qu’elles impliquent. Bien que l’objectif soit appliqué, tout au long de cette chaîne, les compétences du Laboratoire, à la fois expérimentales sur les matériaux carbonés et en électrochimie, et en modélisation, permettent d’avoir une approche fondamentale dans laquelle la dynamique et la cinétique électrochimique sont étudiées et corrélées aux caractéristiques du matériau avant et après son intégration dans l’électrode, notamment en termes de transferts électroniques et de propriétés électro-catalytiques. Un autre aspect original de cette approche est l’intérêt vis à vis de micropolluants prioritaires organiques ou de micropolluants émergents pour lesquels peu d’études sont actuellement proposées concernant les aspects détection sur site.

VALORISATION SCIENTIFIQUE

 

 

  • Publications scientifiques
  • Congrès scientifiques
  • Rapports
  • Brevets
  • Dans la presse
  • Evénements grand public

 

GALERIE

 

 
VIDÉOS

Christine VAUTRIN-UL

Responsable de la plateforme DECAP

christine.vautrin-ul@cnrs-orleans.fr

ICMN - Campus CNRS

1b, rue de la Férollerie - 45071 Orléans CEDEX

GREMI - Campus Universitaire

14 rue d'Issoudun, BP 6744, 45067 Orléans CEDEX 2

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