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diode electroluminescente

  • Des chercheurs québécois mettent au point un dispositif miniature pour tester la toxicité de l'eau

    UQAMDes chercheurs de l'Université du Québec à Montréal ont mis au point un véritable laboratoire portatif qui permet de détecter en quelques minutes une pollution toxique de l’eau. L’enjeu est crucial car l’eau est le seul aliment vital. On meurt en effet de soif avant de mourir de faim.

    "Il s'agit d'un test de pollution basé sur la fluorescence des algues, explique Florent Lefèvre qui a travaillé sur ce projet dans le cadre de sa thèse en chimie. Avec notre dispositif, qui tient dans une main, nous pouvons évaluer la toxicité d'un échantillon d'eau en quelques minutes."

    Ce projet est un bel exemple de recherche multidisciplinaire : il a été conçu par l'équipe du professeur Ricardo Izquierdo, du Département d'informatique, en collaboration avec celle du professeur Philippe Juneau, du Département des sciences biologiques.

    Le principe du micro-système d’analyse

    Ce micro-laboratoire repose sur la photosynthèse des algues, qui comptent parmi les plus petites cellules au monde et qui sont très sensibles aux polluants. "Lorsque les algues sont exposées à la lumière, elles deviennent fluorescentes, explique Philippe Juneau, c'est-à-dire qu'elles réémettent la lumière absorbée selon une longueur d'onde très précise. Or, cette bioluminescence varie en fonction de leur exposition aux polluants contenus dans l'eau."

    Pour intégrer un organisme vivant dans un micro-système, il faut deux composants :
    - un système de canaux micro-fluidiques, qui permet au liquide - un échantillon d'eau auquel on a mélangé des algues microscopiques - de circuler ;
    - des capteurs combinant une diode électroluminescente qui émet de la lumière absorbée par les algues et une photodiode qui transforme en signal électrique la bioluminescence produite par les algues.

    Le signal est décodé par un logiciel qui permet de détecter la présence de polluant dans l'échantillon testé. Ce logiciel traite des paramètres précis à l'intérieur des cellules des algues selon le même principe qu'un bilan de santé.

    UQAM,laboratoire,polluants,eauLe dispositif ressemble à un mini-lecteur CD pour ordinateur. La languette que l'on retire présente six chambres de test. "On peut analyser six concentrations différentes de polluants ou se constituer des échantillons témoins, ou même effectuer six fois le même test", note Philippe Juneau.

    Un large potentiel de valorisation

    Ce micro-laboratoire pourrait servir autant au particulier qui veut tester l'eau de son puits qu'à l'agriculteur ou l'industriel qui veut savoir si ses eaux de rejet sont toxiques. Cette propriété permet également de tester un échantillon d'eau avec plusieurs espèces d'algues, qui possèdent des sensibilités différentes aux polluants, comme les métaux ou les pesticides, par exemple. "C'est utile car on ne sait pas toujours le type de polluants que l'on recherche", note Philippe Juneau. Une fois les échantillons déposés dans les puits, on insère la capsule dans le dispositif. On appuie sur le bouton de mesure et le logiciel nous indique les résultats.

    Dans le cadre de sa maîtrise en biologie sous la direction de Philippe Juneau, Marie-Claude Perron a évalué différentes espèces d'algues en lien avec leur sensibilité à divers polluants, afin d'établir les combinaisons d'algues à prescrire pour les différents tests de toxicité.

    Elle a testé avec succès des polluants comme les perturbateurs endocriniens - dont le β-estradiol, une hormone de synthèse entrant dans la fabrication de la pilule contraceptive qui peut se retrouver dans les milieux aquatiques. En effet, les algues n'ont pas de système endocrinien, mais leur photosynthèse est affectée par ces perturbateurs,

    Deux brevets

    Le dispositif doit être actuellement branché à un ordinateur. Il pourrait être connecté à un téléphone portable. 

    L
    es scientifiques cherchent à intégrer les algues dans la puce pour que l'utilisateur n'ait qu'à déposer une goutte d'eau dans chaque chambre de test pour réduire les manipulations. Le système pourrait également être intégré dans un processus industriel.

    Le Service des partenariats et du soutien à l'innovation de l'UQAM a déposé deux brevets afin de protéger la propriété intellectuelle du dispositif. Le premier porte sur l'intégration des mesures optiques et électriques dans une plateforme pour mesurer la pollution de l'eau et le second sur la méthode de fabrication des capteurs électriques.

    L'UQAM qui détient les brevets travaille avec la société de valorisation Aligo Innovation afin de trouver des industriels disposés à acheter les brevets ou des licences.»

    Reste un défi pour les chercheurs : trouver un moyen de conserver les algues.  «Je travaille sur la stabilisation des cultures d'algues, pour obtenir du matériel utilisable deux à trois mois après l'avoir encapsulé», explique Marie-Claude Perron, biologiste.

    Source : Université du Québec

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