Mise à jour de la veille bibliographique des capteurs en développement pour la mesure in situ et en continu des substances réglementées DCE et des composés majeurs permettant la caractérisation globale des eaux
Depuis les années 2000, le nombre de références bibliographiques sur les capteurs dans les eaux douces et les eaux résiduaires est en constante augmentation. Un travail de synthèse bibliographique des capteurs en développement (i.e. non commercialisés) pour l’analyse de composés chimiques dans les matrices environnementales avait été réalisé en 2017 afin d’avoir une vue d’ensemble sur les substances qui pourraient être analysées par des systèmes de mesures in situ et en continu dans un futur proche.
Ce travail consiste en la mise à jour de la précédente veille avec 281 nouveaux articles recensés. Les composés chimiques retenus pour ce panorama font partie des listes des substances de l’état chimique des eaux de surface et des polluants spécifiques de l’état écologique des eaux de surface, de la liste des substances pertinentes à surveiller, et de la liste des paramètres physico-chimiques pour les cours d’eau de la Directive Cadre sur l’Eau (Arrêté du 7 août 2015). Sur la base de définitions et généralités sur les capteurs, différents critères ont été retenus pour décrire chaque capteur retenu dans ce panorama : substance(s) analysée(s), type de capteur, type de transducteur, type(s) d’eau testé(s), gamme de concentration de mesure, limites de détection ou de quantification obtenues.
Les capteurs recensés se basent principalement sur des techniques électrochimiques (voltammétrie, ampérométrie, potentiométrie…) et optiques (fluorescence, spetroscopie UV-visible, résonnance des plasmons de surface…). Une synthèse générale des capteurs par grandes familles de composés est proposée pour les pesticides, les hydrocarbures aromatiques polycycliques, les phénols, les phtalates et le bisphénol A, les métaux et métalloïdes (Cd, Pb, Hg, Ni, Cu, As) ainsi que pour les paramètres majeurs (demande chimique en oxygène, demande biochimique en oxygène, nitrate, nitrite et ammonium).
De façon générale, les performances des capteurs sont évaluées dans des eaux synthétiques et des eaux réelles (eaux de surface, de robinet, résiduaires…). Mais la quasi-totalité des capteurs ne sont pas testés en conditions réelles sur le terrain ou sur le long terme. Les limites de détection obtenues peuvent être très variables pour une même famille de composés. Pour certaines substances, les limites de détection sont trop élevées pour envisager des analyses pertinentes dans les eaux de surface (par exemple pour le cadmium ou le bisphénol A).
Finalement, les principes de détection ne semblent pas être un facteur limitant dans le développement des capteurs environnementaux. Pour atteindre les réseaux opérationnels de capteurs environnementaux sur le terrain, il faut surmonter les obstacles scientifiques et technologiques au niveau de la mise en œuvre.