Veille bibliographique sur les capteurs en développement (non commercialisés) 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 a été réalisé afin d’avoir une vue d’ensemble sur les substances qui pourront être analysées par des systèmes de mesures in situ et en continu dans un futur proche.

Ce panorama non exhaustif recense 167 articles publiés principalement ces 5 dernières années. 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 (capteur chimique, biocapteur), technique analytique utilisée, type(s) d’eau testé(s), niveau d’avancement de développement, gamme de concentration de mesure, limites de détection ou de quantification obtenues.

Les capteurs recensés se basent principalement sur des techniques électrochimiques (voltamétrie, ampérométrie, potentiométrie…) et optiques (spectrophotométrie, fluorescence, résonance 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, Cr, Ag…) ainsi que pour les paramètres majeurs (demande chimique en oxygène, demande biochimique en oxygène, nitrate, nitrite, ammonium, calcium et carbonate).

De façon générale, les performances des capteurs sont évaluées dans des eaux synthétiques et des eaux réelles (eaux de surface, de robinet, résiduaires…) qui peuvent être dopées. Cependant, 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 nickel ou le bisphénol A). Cependant, quelques capteurs, couvrant la plupart des grandes familles de composés, peuvent se révéler très intéressants à tester sur le terrain. Ces capteurs présentant un état d’avancement élevé et des limites de détection bien adaptées aux concentrations dans les matrices environnementales sont listés dans ce rapport.