La technologie du laboratoire sur puce ouvre une ère nouvelle en matière d’analyse de l’eau
Les métaux lourds sont des composants chimiques extrêmement toxiques et non biodégradables. Alors qu’ils apparaissent de manière naturelle, la majorité de la contamination et de l’exposition environnementale résulte d’activités humaines, telles que l’exploitation minière, la production industrielle et l’agriculture. «L’eau potable demeure la principale source d’exposition humaine», remarque Clément Nanteuil, coordinateur du projet PANDa et directeur général de Klearia, en France. «Cette situation a mené à une législation plus stricte en matière d’eau potable et poussé à la recherche de méthodes analytiques plus rapides et sensibles, capables de détecter les métaux lourds efficacement, même à l’état de trace.» Les méthodes de surveillance actuelles en laboratoire sont, cependant, souvent chronophages et coûteuses. Les délais d’exécution peuvent aller de quelques semaines à quelques mois, car il est nécessaire de transporter, de procéder à un prétraitement et de traiter les données relatives à l’échantillon. D’autre part, la surveillance sur site en temps réel n’est pas toujours fiable et requiert une maintenance, ainsi que des opérateurs qualifiés. En outre, des kits de test bas de gamme sont disponibles à l’achat, mais leur précision analytique est généralement faible par rapport aux analyses en laboratoire. «Nous avons compris qu’il existait un besoin réel pour une meilleure surveillance de la qualité de l’eau», ajoute M. Nanteuil. «Les méthodes existantes en laboratoire peinent à fournir des réponses rapides, les kits de test ne sont pas suffisamment sensibles pour une utilisation industrielle, tandis que le coût, la fiabilité et la maintenance des systèmes sur site restent insatisfaisants.»
Des tests fiables et précis
Pour répondre à ces problématiques, Klearia a développé PANDa, un appareil portatif conçu pour détecter les métaux lourds et les polluants toxiques dans l’eau, à des concentrations extrêmement faibles. «Nous avons décelé un retard technologique sur lequel nous pouvions nous positionner», explique M. Nanteuil. «Nous souhaitions rassembler les avantages des trois techniques actuelles en une seule et même solution.» L’appareil permet aux utilisateurs de quantifier, avec fiabilité et en temps réel, les micropolluants métalliques, ce qui permet des réponses immédiates. L’étalonnage de l’équipement et son nettoyage entre les mesures sont automatisés, afin d’éviter les erreurs humaines. «Une surveillance rapide et précise de la qualité de l’eau est possible grâce à notre laboratoire sur puce breveté», déclare M. Nanteuil. «Il est basé sur la technologie des microfluides. Les traces de micropolluants peuvent être détectées à des concentrations extrêmement faibles, à partir de 1 partie par milliard. Aucune connaissance technique n’est nécessaire pour manipuler l’analyseur ou interpréter les résultats.»
Un nouveau potentiel commercial
Le prochain défi pour Klearia sera de mettre l’innovation sur le marché, et c’est à cette étape que le projet PANDa intervient. Les objectifs clés de ce projet d’une durée de 6 mois comprenaient la réalisation de tests avec des utilisateurs finaux et l’identification du potentiel commercial. Des tests ont été réalisés sur de l’eau provenant de différents sites, notamment de fournisseurs d’eau, d’usines d’eau embouteillée et de sols contaminés. «Les résultats ont été très positifs», remarque M. Nanteuil. «Le retour d’informations a été très utile, car il a souligné le besoin de tester jusqu’à 10 métaux.» Les échanges avec les utilisateurs finaux ont également permis à la société d’améliorer certains composants du système d’automatisation. «Discuter avec des acteurs de l’industrie a été tout aussi important, car il n’est pas toujours évident pour des entreprises d’accepter qu’il existe un problème de pollution», ajoute M. Nanteuil. «Certains de nos clients potentiels mettront plus de temps à se rendre compte du retour sur investissement résultant d’analyses d’eau plus efficaces. Dans cette optique, nous devons réaliser davantage d’études de cas.» Alors que la pandémie de COVID-19 a, pour l’instant, bloqué l’activité commerciale, les échanges avec les clients potentiels se poursuivent. «Nous étudions également d’autres industries, telles que l’exploitation minière, la régénération des sols, les systèmes sanitaires et l’aquaculture», affirme M. Nanteuil. «Notre technologie pourrait servir à détecter d’autres produits chimiques, comme les pesticides et les résidus de médicaments. Nous sommes convaincus que notre technologie deviendra le futur point de référence dans le domaine de la surveillance de l’eau.»
Mots‑clés
PANDa, eau, contamination, métaux, toxique, exploitation minière, agriculture, embouteillé, microfluides, micropolluants