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Développement de systèmes microfluidiques pour l'analyse des métaux lourds dans les effluents industriels issus du recyclage des déchets électroniques.
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 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.
En termes d'équipements, le laboratoire est doté d'une plateforme technologique dédiée à l'impression 3D pour la détection électrochimique utilisant la stéréolithographie pour une résolution compatible avec les applications microfluidiques. Pour mener à bien le projet, l'étudiant(e) aura accès à des outils de mesures électrochimiques, de manipulation microfluidique (contrôleurs de débit, détecteur C4D) et de séparation électrophorétique pour le suivi des métaux cibles, ainsi que pour la miniaturisation de ces procédés.
Contexte de travail
Le Laboratoire de Chimie Physique et Microbiologie pour les Matériaux et l’Environnement (LCPME, UMR 7564 CNRS-Université de Lorraine) est une unité pluridisciplinaire qui centre ses recherches sur l’étude des interfaces minérales et biologiques en milieux aqueux. L’objectif principal vise à mieux comprendre la réactivité de surfaces solides (phases minérales, hybrides organo-minéraux, nanomatériaux ou objets biologiques) au contact de milieux aqueux, avec le souhait de prendre en compte les hétérogénéités structurales et réactionnelles des systèmes étudiés à différentes échelles spatiales, et avec des retombées potentielles dans le domaine de l’environnement et des matériaux. L’unité associe des disciplines relevant de la physico-chimie (spectroscopies et électrochimie) et de la microbiologie (interfaces microbiennes et adhésion des microorganismes).
Le laboratoire est situé au 405 rue de Vandoeuvre, 54600 Villers-lès-Nancy.