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Emilie Mathieu-Scheers

Sujet de thèse : Capteurs électrochimiques pour la détection des polluants prioritaires et émergents : Elaboration et étude physico-chimique des carbones fonctionnalisés

Encadrants :
Directrice de thèse : Christine Vautrin-Ul
Co-directrice de thèse : Valérie Bertagna
Encadrant : Benoît Cagnon

Laboratoire d’accueil : ICMN (CNRS / Université d’Orléans)

Spécialité : Elaboration de matériaux, électrochimie, formulation d’encres conductrices

Date de début de thèse : 01 décembre 2014

Thèse financée par la région Centre-Val de Loire (projet CAP-EL-CAHAP)

Résumé :
La réglementation actuellement en vigueur (DCE 2013/39/UE) impose que les techniques utilisées pour le monitoring des milieux aquatiques présentent des limites de détection assez basses pour permettre la détection d’éléments traces, présents à des concentrations de l’ordre du microgramme par litre. Afin de palier au problème de coût des méthodes actuellement utilisées et d’améliorer la rapidité des analyses, il est nécessaire de développer de nouvelles techniques pour permettre un suivi en temps réel et directement sur site.

Le projet CAP-EL-CAHAP, financé par la région Centre-Val-de-Loire et labélisé par le pôle de compétitivité DREAM, en collaboration avec DSA Technologies (Semoy), le BRGM (Orléans) et le laboratoire PCM2E (Tours), propose de développer des capteurs électrochimiques innovants destinés à la détection de cations métalliques et d’Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP). Les capteurs électrochimiques sont en effet susceptibles de répondre aux exigences des normes en vigueur, avec comme objectif une analyse rapide directement sur site, en de nombreux endroits, et à faible coût, permettant notamment la mise en place d’un contrôle à distance et centralisé. C’est dans le cadre de ce projet que s’inscrit mon sujet de thèse, qui concerne plus particulièrement :

La mise en forme des électrodes par le procédé de sérigraphie (fabrication rapide et reproductible, facilement transposable à l’échelle industrielle) La formulation d’une encre de carbone (corrélation des propriétés physico-chimiques des carbones et de l’électro-activité des électrodes)
→ Exaltation de la sensibilité
Le greffage des électrodes par électroréduction de sels de diazonium permet, lors de l’étape de détection, de préconcentrer à l’électrode sélectivement le micropolluant cible. Le développement de la méthode électro analytique (optimisation de la sensibilité et de la sélectivité) permettra la détection de micropolluants prioritaires Pb(II) et d’HAP L’étude de la robustesse des électrodes en vue de leur usage en milieu naturel : stabilité et fiabilité des électrodes