Offre de thèse
Développement de systèmes microfluidiques pour l'analyse des métaux lourds dans les effluents industriels issus du recyclage des déchets électroniques
Date limite de candidature
31-07-2025
Date de début de contrat
01-10-2025
Directeur de thèse
WALCARIUS Alain
Encadrement
L'encadrement et le suivi de l'avancement des recherches se feront sur une base régulière de réunions hebdomadaires (suivi continu) et mensuelles (points d'avancement), de séminaires d'équipe, et au besoin d'aides spécifiques sur demande de l'étudiant(e).
Type de contrat
école doctorale
équipe
Chimie et Electrochimie Analytiquescontexte
Ce projet fait partie de l'ANR JCJC portée par Jérémie Gouyon et intitulée : 'Development of microfluidics systems for the analysis of heavy metals in industrial effluent from recycling of e-waste' (MICAMEL). Au cours de la thèse, nous nous baserons sur quelques connaissances déjà acquises au sein de l'équipe et/ou par les encadrants, concernant l'élimination de l'oxygène par voie électrochimie [1], le contrôle électrochimique du pH [2], ou encore la microfluidique à des fins électroanalytiques [3] (voir références ci-dessous).spécialité
Chimielaboratoire
LCPME - Laboratoire de Chimie Physique et Microbiologie pour les Matériaux et l'EnvironnementMots clés
Electrochimie, Microfluidique, Métaux lourds, Electrophorèse, Traitement d'échantillons
Détail de l'offre
Ce projet vise à développer un microsystème combinant le prétraitement en ligne et l'analyse d'effluents chargés en espèces métalliques dans des conditions de flux continu. L'objectif est d'assembler, au sein d'un même système, différentes fonctions originales : (i) un filtre à particules diélectrophorétique, (ii) un capteur/modificateur de pH et un filtre à oxygène électrochimique, et (iii) un microcanal pour la séparation électrophorétique et la détection des métaux. L'autonomie du système sera assurée par la caractérisation en temps réel de l'échantillon, notamment par la détermination du pH et l'élimination des interférents matriciels. Les espèces Cr, Pb, As, Cd et Hg seront les cibles principales du système, compte tenu de leur prévalence dans le secteur d'activité considéré, avec une limite de quantification objective de 0,1 µg.L-1 pour chaque espèce. Un des objectifs du projet est également de proposer un microsystème répondant aux critères de contrôle de qualité requis pour l'application visée.
Keywords
Electrochemistry, Microfluidic, Heavy metals, Electrophoresis, Sample treatment
Subject details
The aim of this project is to develop a microsystem combining the on-line pre-treatment and the analysis of effluents loaded with metallic species under continuous flow conditions. The ambition is to assemble various original functions within a single system: (i) a dielectrophoretic particle filter, (ii) a pH sensor/modifier and an electrochemical oxygen filter. (iii) An electrophoretic channel for the separation and detection of metals will complete the system. The system's autonomy will be ensured by real-time characterisation of the sample, in particular by determining the pH and eliminating matrix interferents. Cr, Pb, As, Cd and Hg species will be the primary targets of the system, given their prevalence in the sector of activity under consideration, with an objective quantification limit of 0.1 µg.L-1 for each species. One of the objectives of the project is also to propose a microsystem that meets the quality control criteria required for the targeted application.
Profil du candidat
Les candidat(e)s doivent être titulaires d'un master en chimie, en génie chimique ou dans un domaine similaire, avoir des connaissances de base en électrochimie, en microfluidique et en techniques de séparation, et être disposés à effectuer des travaux expérimentaux.
Candidate profile
Applicants must have completed a Master degree in chemistry, chemical engineering, or similar, with basic knowledge in electrochemistry, microfluidic, separative technics and willing to carry experimental works.
Référence biblio
[1] M. Etienne, T.X.H. Le, T. Nasir, G. Herzog, Electrochemical Filter To Remove Oxygen Interference Locally, Rapidly, and Temporarily for Sensing Applications, Anal. Chem. 92 (2020) 7425–7429. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.0c00395.
[2] C. Ehinger, M. Brites Helu, A. Walcarius, Electrochemical pH modulator coupled with Ni-based electrode for glucose sensing, Talanta 287 (2025) 127596. DOI: 10.1016/j.talanta.2025.127596
[3] J. Gouyon, F. d'Orlyé, S. Griveau, F. Bedioui, A. Varenne, Characterization of home-made graphite/PDMS microband electrodes for amperometric detection in an original reusable glass-NOA®-PDMS electrophoretic microdevice, Electrochimica Acta 329 (2020) 135164. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.135164.