Thèses

Vendredi 16 Octobre 2020 à 10h00.

Capteur à fibre optique pour la détection de l arsenic dans l eau

''L’Arsenic (As) est un élément hautement toxique que l’on peut retrouver en quantité plus ou moins importante dans l’eau. L’Organisation Mondiale de la Santé recommande de ne pas dépasser 10μg.L-1 dans l’eau potable. Actuellement, les techniques de mesure de la concentration en As permettent uniquement de la contrôler ponctuellement. Mon travail de thèse s’inscrit dans le projet de développement d’un capteur SERS (Surface Enhanced Raman Scattering) permettant de mesurer la teneur en As de l’eau en temps réel et à distance, interrogeable par une fibre optique, plus particulièrement à l’aide d’une tête sensible recouverte d’une couche SERS. Le SERS est une technique spectroscopique qui permet de détecter des espèces chimiques à de faibles concentrations et de les identifier. La méthodologie choisie pour cette thèse est d’élaborer différentes couches SERS en tenant compte du cahier des charges suivant : permettre la détection de l’As à au moins 10 μg.L-1, être adaptable à un dépôt sur support en verre et avoir une durabilité acceptable en milieu aqueux. Pour ce faire, deux métaux avec des propriétés plasmoniques ont été utilisés : l’Ag car dans la littérature il est employé dans la fabrication de substrats SERS pour la détection de l’As dans l’eau mais il a tendance à s’oxyder engendrant une baisse de l’efficacité SERS et l’Au car il s’agit d’un métal inerte chimiquement vis-à-vis de l’oxygène et donc insensible à la corrosion en milieu aqueux mais jamais utilisé pour la détection d’As. Différentes méthodes d’élaboration de ces substrats ont été testées : greffage de Np_Au, dépôt electroless et évaporation thermique. Les substrats d’Ag fabriqués par la technique electroless sont ceux présentant la plus basse limite de détection à 1 μg.L-1 et permettant également de spécifier l’espèce As présente dans l’eau (As(3) ou As(5)). Nous discutons la faisabilité d’un capteur basé sur le SERS employant la couche étudiée, utilisant la technologie des fibres optiques.

Membres du jury :
Hornebecq Virgine, Maître de conférences, Aix-Marseille Université Rapporteure
Marin Emmanuel, Professeur, Université de Saint Etienne Rapporteur
Lamy de la chapelle Marc, Professeur, Université du Maine Examinateur
Léonard Didier, Professeur, Université Claude Bernard Lyon 1 Examinateur
Vouagner Dominique, Maître de conférences, Université Claude Bernard Lyon 1 Directrice de thèse
Jurdyc Anne-Marie, Directrice de recherche, Université Claude Bernard Lyon 1 Co-directrice de thèse
Darmon Dominique, Ingénieur, Véolia Invité
Dussardier Bernard, Directeur de recherche, Université de Nice Invité

Mots clés :
Arsenic, diffusion Raman, SERS, couche mince, dépôt electroless, évaporation thermique, capteur optique, nanoparticules

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