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Contribution au développement d’électrodes miniaturisées pour le dosage de métaux lourds à l’état de trace dans les eaux de consommation

par Sakira, Abdoul
Président du jury Guissou, Innocent Pierre
Promoteur Kauffmann, Jean-Michel ;Somé, I.T.
Publication Non publié, 2016-09-27

Thèse de doctorat

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Résumé :

La problématique de l’accès potable est très aiguë dans plusieurs pays en développement. Entre les années 1999 et 2004, un programme d’approvisionnement en eau de consommation a été mis en œuvre au profit des populations de la région Nord du Burkina Faso à travers la réalisation de forages. Au cours de son application, ce programme a malheureusement rencontré un problème, lié à la contamination des eaux souterraines par l’arsenic, naturellement relargué à partir des roches en contact avec la nappe aquifère. Dans le cadre de ce travail, nos études conduites par la suite dans la zone nous ont permis de mettre en évidence des teneurs élevées et parfois excessives dans certaines eaux souterraines. Le contrôle chimique et microbiologique régulier de la qualité de l’eau apparaît comme un moyen primordial de prévention des risques sanitaires liés à la consommation de ces eaux. A cet effet, deux outils électroanalytiques de suivi des teneurs en arsenic et en mercure dans les eaux souterraines ont été développé. La méthode conçue sur la base du premier dispositif utilise une électrode de pâte de carbone modifiée par des nanoparticules d’or et recouverte d’une monocouche auto-assemblée de glutathion. Elle est caractérisée par une large gamme de travail comprise entre 3 et 1498 µg/L, une répétabilité de l’ordre de 5%, une exactitude de 3,5 % et une limite de détection estimée à 0,9 µg/L. Cette méthode a été appliquée avec succès à une étude de spéciation sur site. Il ressort de ces investigations que 40% des échantillons d’eaux analysés ont une prévalence relative en arsenic (III) supérieure à 50%, et 60% des échantillons ont une prévalence relative en arsenic (V) supérieure à 50%. Le second dispositif électroanalytique, développé pour la surveillance des teneurs en ions mercuriques dans les eaux souterraines, est basé sur une électrode sérigraphiée de carbone modifiée par des nanoparticules d’or. La méthode mise en œuvre à l’aide de ce transducteur est caractérisée par une gamme de travail comprise entre 1 et 100 µg/L, une répétabilité de 5%, une exactitude de 0,4% et une limite de détection estimé à 1 µg/L. L’application à l’analyse d’une série d’échantillons d’eau souterraine a révélé une teneur cinq fois supérieure à la norme pour un échantillon d’eau et des teneurs proches de la limite de quantification pour 2 échantillons. Les méthodes développées sont aisées à mettre en œuvre, elles offrent des caractéristiques de performances comparables à celles des méthodes de références pour un coût d’investissement très abordable. Elles sont bien adaptées aux mesures de suivi et des analyses sur terrain. Elles pourraient constituer pour un pays comme le Burkina Faso, une alternative très intéressante aux méthodes de spectrophotométrie atomique coûteuses et difficilement accessibles.