L’étude de la dynamique des contaminants dans les écosystèmes nécessite le développement d’outils méthodologiques et de procédures alternatives pour leur détermination « on-line » ou, à défaut, « off-line ». Ces outils peuvent être utilisés à la source des pollutions (chimie préventive), au sein même des processus industriels, ou dans les milieux récepteurs, pour évaluer les niveaux de contamination (diagnostic ou suivi environnemental, contrôle) ou pour évaluer l’efficacité de traitements (chimie curative).
Les besoins en capteurs environnementaux sont soulignés par les différents opérateurs de la recherche académique et industrielle, en France et en Europe.
L’équipe s’inscrit depuis de nombreuses années dans cette démarche de développement de capteurs chimiques à bas coût, sans sacrifier aux critères de sélectivité, de spécificité et de limites de détection. Dans ce cadre, elle développe des analyseurs en ligne ou des systèmes d’analyse sur site permettant de rendre compte des niveaux de contamination des milieux, ou des capacités de réactivités de différentes matrices environnementales. Ces analyseurs sont développés en lien étroit avec les recherches environnementales développées dans l’axe 2 (afin d’instrumenter les sites d’étude), mais aussi en lien avec des partenaires industriels.
L’équipe développe des analyseurs en ligne utilisant les techniques d’analyse en flux telles que la FIA (Flow Injection Analysis), la SIA (Sequential Injection Analysis), la MSFIA (MultiSyringe Flow Injection Analysis) ou la MPFS (Multi Pumping Flow Systems). Ces techniques ont été conceptualisées par Ruzicka et Hansen au milieu des années 70, et ont donné naissance à une discipline qui est aujourd’hui une branche à part de la chimie analytique. L’équipe DMCM est la seule équipe en France appartenant à cette communauté de scientifiques opérant dans l’optimisation des méthodes d’analyses en flux totalement automatisées.

Dans ce cadre, l’équipe utilise des méthodes de détections basées sur l’exploitation du signal dans le domaine de l’absorptiométrie UV/VIS ou de la spectrofluorescence, et développe des procédures de traitement de l’échantillon permettant d’atteindre des niveaux de sélectivité et des seuils de détection de l’ordre du µg/L pour la majorité des paramètres mesurés.

Ainsi, elle contribue à des avancées significatives dans le domaine de l’Extraction en Phase Solide (SPE) en élaborant de nouveaux matériaux polymériques spécifiques des contaminants ciblés, en optimisant des réactions de dérivation en ligne pour la révélation de groupements fonctionnels, en étudiant la chimie de complexation afin de séparer sélectivement les ETM. A titre d’exemples, elle a développé un matériau spécifique permettant l’analyse de l’aluminium et du fer dans les eaux de consommation, un matériau pour la détection directe sur support du sélénium (Se+IV),... Le développement de ces techniques voit des applications concrètes dans le développement d’analyseur en ligne industriel.

Depuis peu, l’équipe développe également des kits d’analyse sous format microplaque permettant d’évaluer la réactivité biogéochimique d’échantillons ou de quantifier la teneur en groupements fonctionnels d’intérêt environnemental. Dans ce cadre, elle met au point des réactions de dérivation à l’aide de sondes chimiques fluorescentes qui permettent de révéler et de quantifier ces groupements fonctionnels.