Conception et réalisation d'un « lab on chip » pour la mesure de polluants organiques dans les eaux de rejet

Design and production of a lab on chip for the measurement of organic pollutants in wastewater

• Auteur / Autrice : Amani Migaou
• Direction : Anne-Marie Gué, Ali Boukabache
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : MicroNano Systèmes
• Date : Soutenance le 28/05/2019
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Génie électrique, électronique, télécommunications et santé : du système au nanosystème (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (Toulouse ; 1968-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polluants organiques de l'eau

BioMEMS

Eau -- Qualité -- Gestion

Mots clés libres

Eaux de rejet

BioMEMS

DBO

Bactéries

Wastewater

BioMEMS

BOD

Bacteria

Résumé

Le principal objectif de la thèse est d'étudier et de développer un biocapteur dédié au contrôle de la qualité de l'eau. Son mode de fonctionnement sera basé sur l'utilisation de certaines bactéries spécialisées sélectionnées pour leur sensibilité particulière aux molécules organiques. Elles seront immobilisées dans des puits instrumentés conçus pour optimiser les réponses électrooptiques à des stimuli causés par des réactions chimiques et biologiques. Un suivi sera mis en place pour contrôler les paramètres des échanges entre ces bactéries et l'échantillon des eaux usées dans lequel ils sont plongés. Le matériau utilisé pour développer ces bioMEMS sera choisi afin d'assurer la biocompatibilité et aussi le processus de miniaturisation de la fabrication du dispositif. Ensuite, leur insertion dans une configuration instrumentale sera étudiée pour atteindre les conditions optimales afin de mesurer la demande biochimique en oxygène (DBO) des échantillons d'eau. En complément, une approche de modélisation des interactions bactéries-oxygène sera entreprise afin de comparer les résultats théoriques et expérimentaux de sorte que la valeur de DBO soit obtenue dans le temps le plus court possible.

The main objective of the thesis is to study and develop a biosensor dedicated to the water quality control. Its operating mode will be based on the use of some specialized bacteria chosen for their particular sensitivity to organic molecules. They will be immobilized in instrumented wells designed to optimize their electro-optical responses to stimuli caused by chemical and biological reactions. A monitoring will be set up to control the parameters of exchanges between these bacteria and the wastewater sample in which they are immersed. The material used to develop these bioMEMS will be chosen in order to ensure biocompatibility and also the miniaturization process of device fabrication. Afterwards, their insertion in an instrumental setup will be studied to achieve the optimal conditions to measure the BOD parameters of the water samples. In addition to this part, a modeling approach of bacteria-oxygen interactions will be undertaken to compare the theoretical and experimental results so that the BOD value will be obtained in the shortest time possible.