SCOPE

Le projet consiste en l’optimisation d’un démonstrateur de laboratoire capable de mesurer en continu les BTEX dans les eaux souterraines par spectroscopie UV couplée à une fibre optique revêtue par une membrane adsorbant les BTEX. Les caractéristiques auxquelles devra répondre le délivrable sont un temps de réponse relativement court (inférieur à une minute), une limite de détection inférieure ou égale à 0.1 ppm, voire 10 ppb, et une durée de vie supérieure à 6 mois. La limite de détection à atteindre constitue l’enjeu majeur de ce projet. La limite atteinte actuellement est de 10 ppm. Le projet aura pour but de modifier la membrane absorbant les BTEX afin d’atteindre 0.1 ppm de détection. Pour ce faire, la longueur, l’épaisseur et la chimie de la membrane seront optimisées. Une fonctionnalisation du PDMS (membrane utilisée actuellement) avec différents groupements sera envisagée.

La finalité du projet est de disposer d’un outil de prévention qui permettra de détecter des concentrations en polluants organiques inférieures ou égales aux normes légales précisées dans le décret sol wallon. En quelque sorte, la sonde constituera un signal d’alarme mettant en évidence des concentrations en polluants anormalement élevées. Une pollution ainsi détectée en temps réel pourra alors être suivie de prélèvements et d’analyses plus précises en laboratoire pour quantifier la nature et l’importance de la pollution. L’utilisation d’une telle sonde permettra de déclencher un plan d’action en cas de dépassement des normes de concentrations, avec pour conséquence immédiate un gain de sécurité, de temps et d’argent puisque la mesure en temps réel de la présence éventuelle de polluants permettra de réduire les risques pour la santé humaine, les risques de dispersion dans les eaux souterraines, les risques de contamination des réseaux de distribution et donc les coûts ultérieurs de réhabilitation.

La technologie mise en œuvre est la spectroscopie UV par fibre optique à onde évanescente. Cette technique consiste en l’interaction entre une onde lumineuse guidée dans une fibre optique et le polluant concentré dans une membrane en PDMS avec laquelle la fibre optique est coatée.

Avant de pouvoir être intégrée dans le dispositif expérimental composé d’une source UV et d’un détecteur, la fibre optique doit être soumise à un traitement préalable en plusieurs étapes.

Les nouvelles données porteront sur la relation entre les conditions opératoires de synthèse de la solution de PDMS, sa viscosité, et l’influence de cette dernière sur l’épaisseur du film déposé. Les paramètres étudiés seront la quantité de précurseur, de solvant, de catalyseur et le temps de polymérisation.

Les nouvelles données concernent également la détermination des concentrations minimales de polluants qui peuvent être mesurées de manière reproductible en fonction de l’épaisseur et de la longueur de la membrane.

Une fois la fibre revêtue d’une membrane dans des conditions variables décrites ci-dessus, elle sera connectée au dispositif expérimental et plongée dans un bain d’éthylbenzène (BTEX de référence) afin de déterminer la chute du signal.

Ensuite, une attention particulière sera portée à la fonctionnalisation de la membrane de PDMS afin d’en modifier les propriétés de surface.

Les résultats attendus sont l’obtention d’un démonstrateur de laboratoire capable de mesurer en continu les BTEX dans les eaux souterraines, permettant d’atteindre une limite de détection inférieure ou égale à 0.1 ppm, voire 10 ppb. Le démonstrateur sera constitué d’une source UV et d’un détecteur reliés entre eux par une fibre optique coatée sur une longueur déterminée par une membrane optimisée concentrant les BTEX.

Promotrice :

• Sophie Pirard - s.pirard@helmo.be

Chercheuse :

• Morgane Valentin - m.valentin@helmo.be

Du 15/09/2026 au 14/09/2028

Article du projet MOUV (2023)