Développement des méthodes spectrofluométriques laser d'analyse
L’axe spectroscopie laser s’intéresse au développement instrumental pour l’analyse de traces de polluants dans l’environnement par fluorescence.
L’analyse peut être faite par fluorescence classique (excitation UV) ou par fluorescence induite par laser. L’utilisation d’un laser accordable de forte puissance permet d’induite une fluorescence plus intense et ainsi d’obtenir une sensibilité plus élevée et d’atteindre des limites de détection plus basses.
Beaucoup de composés ne sont pas fluorescent naturellement, mais soumis à une irradiation UV ils peuvent se fragmenter en sous-produits présentant une forte fluorescence. Cette technique dite de « Fluorescence Photo-Induite » (PIF) a été employée pour l’analyse de trace de pesticides.
L’axe spectroscopie laser a développé beaucoup de méthodes d’analyses de traces de polluants par fluorescence, soit en excitation UV soit en excitation laser.
- Par fluorescence directe pour l’analyse d’hydrocarbures poly-aromatiques.
- Par fluorescence photo-induite pour l’analyse de pesticides.
- Par fluorescence exaltée grâce à des milieux micellaires ou à des cyclodextrines.
Dans tous les cas, les montages instrumentaux ont été optimisés et les performances des méthodes ont été évaluées en terme de spécificité de sensibilité et de limite de détection. Les effets de matrices et les éventuelles interférences ont également été mesurées.
L’axe spectroscopie laser a développé plusieurs prototypes d’instruments automatiques de monitoring de traces de polluants dans les eaux superficielles. Le point commun de tous ces instruments est un système de pompage péristaltique des échantillons, suivi d’une excitation UV par des LEDs, et d’une mesure de la fluorescence émise par un spectromètre à barrette de diodes.
- Le premier prototype a été développé en collaboration avec la société HOCER pour le suivi automatique en temps réel des pollutions aux hydrocarbures poly-aromatiques.
- Les instruments suivants ont incorporé un module de photolyse pour créer des composés photo-induits. Ce sont donc les premiers systèmes automatiques d’analyse utilisant la fluorescence photo induite (AUTOPIF). Plusieurs AUTOPIFs ont été développés en modifiant leurs caractéristiques techniques pour améliorer progressivement leurs performances.
- L’AUTOPIF 1, utilise un serpentin autour de lampes UV de forte puissance à un débit variable pour ajuster le temps d’irradiation de l’échnatillon.
- L’AUTOPIF 2 utilise plusieurs LEDs d’excitation pour gagner en spécificité.
- L’AUTOPIF 3 ajoute un module de mélange pour passer en milieu micellaire et augmenter la sensibilité.
- L’AUTOPIF 4 remplace les anciennes lampes de photolyse au mercure par des nouvelles lampes UV-C avec un rayonnement plus important à 254 nm pour augmenter la quantité de composés proto-induits formés
- L’AUTOPIF 5 utilise des filtres passe haut pour couper la diffusion Raleigh des diodes et augmenter le rapport signal sur bruit.
- L’AUTOPIF 6 utilise la toute première banque spectrale de composés photo-induits de pesticides pour identifier les polluants.
- L’AUTOPIF 1, utilise un serpentin autour de lampes UV de forte puissance à un débit variable pour ajuster le temps d’irradiation de l’échnatillon.
Des collaborations étroites ont été établies avec plusieurs laboratoires étrangers permettant de recevoir à Brest des doctorants et des collègues.
- Laboratoire de Photochimie et d’Analyse (LPA) de l’Université Cheik Anta Diop de Dakar,
- Equipe des Matériaux, Electrochimie et Photochimie Analytique, Université Alioune Diop de Bambey.
Principaux échanges depuis ces dix dernières années
- 2 doctorants en cotutelle,
- 10 doctorants en mobilité de quelques mois,
- 6 collègues professeurs invités pour un mois.
Publications en collaboration :
- 18 articles dans des journaux internationaux de rang A
- Jean-Pierre Bakhoum : Analyse de traces de polluants par fluorescence photoinduite par laser, 20 octobre 2020, co directeurs : Pr. Philippe Giamarchi (UBO), Pr Alphonse Tine (UCAD).
- Ndeye-Arame Diop-Sek : Développement d’un instrument de monitoring de pollutions par fluorescence photo-induite, 15 décembre 2022, co directeurs : Pr. Philippe Giamarchi (UBO), Pr Atanasse Coly (UCAD).