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Des biocapteurs pour lutter contre la pollution en mer

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Des biocapteurs pour lutter contre la pollution en mer

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La protection de l'environnement marin, c'est un des enjeux cruciaux pour notre avenir. Gros plan sur un projet de recherche européen qui vise à améliorer la détection des polluants en mer. Dans cette édition, nous sommes à Messine en Sicile pour découvrir un prototype capable d'analyser des toxines dans l'eau de mer en temps réel.

Grâce aux biocapteurs, on fait en quelques heures, ce que ferait une équipe en plusieurs jours.

Hydrocarbures, métaux lourds, pesticides, antibiotiques... Les substances qui polluent la mer sont nombreuses mais difficiles à détecter. Dans le port de Messine, une équipe participant au projet de recherche européen est en train de tester un bateau robotisé qui effectue automatiquement des prélèvements dans l'eau de mer. A son bord, des biocapteurs vont ensuite les analyser instantanément.

"Ce qui est fantastique sur ce bateau, c'est le biocapteur", nous dit John Wallace, ingénieur environnement de l'entreprise irlandaise IDS-Monitoring:http://77.74.50.157/, impliquée dans le projet. "Dans le cadre de ce test spécifique", poursuit-il, "on regarde comment la bactérie répond aux toxines dans l'eau. Et les types de toxines que cet appareil va mesurer, on ne les mesure normalement qu'en prenant un échantillon qu'on ramène en laboratoire : ce qui veut dire de grands bateaux, beaucoup de personnes et beaucoup de temps", explique l'ingénieur. "Grâce à ce biocapteur, en quelques heures, on fait ce que ferait une équipe en plusieurs jours", assure-t-il.

Première alerte en cas de marée noire

Tout près de là, à l'Institut pour l'environnement marin côtier du Centre de recherche national (IAMC-CNR) à Messine, des chercheurs testent l'efficacité des biocapteurs dans un bassin expérimental. Une marée noire a été simulée. C'est l'une des nombreuses applications envisagées pour cette technologie innovante : donner l'alerte en cas de pollution et aider à la décontamination.

"Ce sont des capteurs qui sont spécifiques pour certains types d'hydrocarbures et qui vont être testés durant cinq jours", nous précise Renata Denaro, microbiologiste marine de l'Institut. "Pendant cette période, on va simuler aussi une opération de nettoyage, une procédure qui fait partie du plan d'urgence national et grâce à ces biocapteurs, on peut donner une première alerte et cela va nous indiquer quelle sera la stratégie la plus adaptée pour intervenir après la récupération du pétrole," explique-t-elle.

Laboratoires sur puce

La technologie repose sur ce qu'on appelle des laboratoires sur puce, autrement dit miniaturisés. Les chercheurs mettent au point trois types de biosenseurs à partir d'algues, d'anticorps et de bactéries qui réagissent en émettant de la lumière. Les capteurs peuvent être configurés pour tout type de polluants.

"Nous avons différentes bactéries disposées dans différents compartiments, nous présente Vitali Maffenbeier, microbiologiste de l'Université de Lausanne (UNIL). Quand on prend un échantillon - même aussi petit qu'une goutte d'eau -, il se dépose sur une puce", poursuit-il. "Si nous avons par exemple, beaucoup de métaux lourds dans un échantillon, la bactérie située au milieu produira une grande quantité de lumière et s'il y a très peu des métaux lourds, elle produira peu de lumière, nous pouvons donc, ainsi mesurer la quantité de polluant," conclut-il.

Etat du milieu marin

Les organismes vivants tels que les bactéries sont capables de donner des renseignements sur l'état du milieu marin lui-même, ce que ne permettent pas les analyses conventionnelles. "En réalité, les analyses chimiques ne donnent pas les informations qui nous sont utiles pour comprendre comment réagit un organisme vivant", explique la microbiologiste marine Renata Denaro. "Dans le cas des biocapteurs, nous sommes en mesure d'évaluer à quel point ce polluant peut être vraiment dangereux, la toxicité du polluant ou encore un état général de stress du milieu marin," affirme-t-elle.

Trouver des solutions à la fois plus efficaces et plus économes, c'est le défi à relever pour améliorer la surveillance et donc, la protection de l'écosystème marin.

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- EU Environment (@EU_ENV) 21 mai 2016

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Des biocapteurs pour lutter contre la pollution en mer

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La protection de l'environnement marin, c'est un des enjeux cruciaux pour notre avenir. Gros plan sur un projet de recherche européen qui vise à améliorer la détection des polluants en mer. Dans cette édition, nous sommes à Messine en Sicile pour découvrir un prototype capable d'analyser des toxines dans l'eau de mer en temps réel.

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Hydrocarbures, métaux lourds, pesticides, antibiotiques… Les substances qui polluent la mer sont nombreuses mais difficiles à détecter. Dans le port de Messine (Sicile), une équipe participant au projet de recherche européen BRAAVOO est en train de tester un bateau robotisé qui effectue automatiquement des prélèvements dans l’eau de mer. A son bord, des biocapteurs vont ensuite les analyser instantanément.
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La technologie repose sur ce qu’on appelle des laboratoires sur puce, autrement dit miniaturisés. Les chercheurs mettent au point trois types de biosenseurs à partir d’algues, d’anticorps et de bactéries qui réagissent en émettant de la lumière. Les capteurs peuvent être configurés pour tout type de polluants.
« Nous avons différentes bactéries disposées dans différents compartiments », nous présente Vitali Maffenbeier, microbiologiste. « Quand on prend un échantillon – même aussi petit qu’une goutte d’eau -, il se dépose sur une puce. Si nous avons par exemple, beaucoup de métaux lourds dans un échantillon, la bactérie située au milieu produira une grande quantité de lumière et s’il y a très peu des métaux lourds, elle produira peu de lumière, nous pouvons donc, ainsi mesurer la quantité de polluant » conclut-il.
Les organismes vivants tels que les bactéries sont capables de donner des renseignements sur l‘état du milieu marin lui-même, ce que ne permettent pas les analyses conventionnelles. 
«En réalité, les analyses chimiques ne donnent pas les informations qui nous sont utiles pour comprendre comment réagit un organisme vivant », explique la microbiologiste marine Renata Denaro. « Dans le cas des biocapteurs, nous sommes en mesure d‘évaluer à quel point ce polluant peut être vraiment dangereux, la toxicité du polluant ou encore un état général de stress du milieu marin » affirme-t-elle.
Trouver des solutions à la fois plus efficaces et plus économes, c’est le défi à relever pour améliorer la surveillance et donc, la protection de l‘écosystème marin.

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Un boitier qui détecte les particules fines

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Un boitier qui détecte les particules fines

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"Pour être franc, c'est une prise de conscience assez égoïste qui m'a décidé à me lancer." A 40 ans, Yann Boquillod à la réussite modeste. En 2015, cet ancien ingénieur chez Nokia a créé AirVisual, une entreprise spécialisée dans la détection des particules fines, les fameuses PM 2,5 (de moins de 2,5 microns de diamètre). Vivant depuis près de vingt ans à Pékin, l'une des villes les plus polluées de la planète, ce père de famille cherchait à protéger ses cinq enfants des effets désastreux de la pollution sur la santé.

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Avec l'aide d'un autre Français, ingénieur électronique, et l'appui d'une entreprise chinoise, Yann Boquillod a donc développé sa propre station de mesure: un petit boîtier à l'allure de poste de radio, baptisé Node. Qu'elle soit à l'extérieur ou à l'intérieur, la station est reliée à une application, très facile d'utilisation - un visage s'affiche en vert ou en rouge, selon que l'air est propre ou vicié. L'appareil peut détecter jusqu'à six polluants, ceux qui sont les plus présents dans l'air, conformément à l'indice AQI (Air Quality Index).

Doter la planète d'un gigantesque réseau de capteurs

Les mauvaises langues pourraient se demander quel est l'intérêt de tester la qualité de l'air, s'il n'y a aucun moyen de le purifier? En réalité, contrairement aux entreprises qui vendent des purificateurs d'air, la démarche de Yann Boquillod répond surtout à un enjeu de société. "Au fond, notre but est de doter la planète d'un gigantesque réseau de capteurs, qui permette d'établir, en temps réel, une carte du monde de la pollution avec la plus fine granularité possible", explique l'entrepreneur.

L'an dernier, la start-up franco-pékinoise a récolté 67 000 dollars sur la plateforme de financement participatif Indiegogo et équipe désormais de nombreuses villes, notamment en Chine. Soutenue par une dynamique communauté d'experts internationaux (programmeurs, développeurs, scientifiques, etc.), elle affirme aujourd'hui être en possession de la plus grande base de données sur la pollution dans le monde, couvrant 10 000 villes dans 70 pays. Le coût du boîtier est de 269 euros.

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Grâce à un algorithme maison s'appuyant sur des modèles météorologiques connus, comme le Numerical Weather Prediction Model, et sur du deep learning (logiciels autoapprenants), AirVisual peut également fournir ses propres prévisions de pollution à trois jours. De quoi inciter les particuliers et les entreprises à changer leurs comportements, et les pouvoirs publics à prendre les mesures de prévention nécessaires pour réduire les émissions polluantes. Prendre connaissance de la météo fait partie de notre quotidien, pourquoi ne pas en faire de même avec la pollution?

Julie de la Brosse et Emmanuelle Pesez

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Innovation: l'appareil pour mesurer la qualité de l'air en temps réel

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"Pour être franc, c'est une prise de conscience assez égoïste qui m'a décidé à me lancer." A 40 ans, Yann Boquillod à la réussite modeste. En 2015, cet ancien ingénieur chez Nokia a créé AirVisual, une entreprise spécialisée dans la détection des particules fines, les fameuses PM 2,5 (de moins de 2,5 microns de diamètre).

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"Pour être franc, c'est une prise de conscience assez égoïste qui m'a décidé à me lancer." A 40 ans, Yann Boquillod a la réussite modeste. En 2015, cet ancien ingénieur chez Nokia a créé AirVisual, une entreprise spécialisée dans la détection des particules fines, les fameuses PM 2,5 (de moins de 2,5 microns de diamètre). Vivant depuis près de vingt ans à Pékin, l'une des villes les plus polluées de la planète, ce père de famille cherchait à protéger ses cinq enfants des effets désastreux de la pollution sur la santé. 
L'appareil peut détecter jusqu'à six polluants, ceux qui sont les plus présents dans l'air.
Les mauvaises langues pourraient se demander quel est l'intérêt de tester la qualité de l'air, s'il n'y a aucun moyen de le purifier ? En réalité, contrairement aux entreprises qui vendent des purificateurs d'air, la démarche de Yann Boquillod répond surtout à un enjeu de société. "Au fond, notre but est de doter la planète d'un gigantesque réseau de capteurs, qui permette d'établir, en temps réel, une carte du monde de la pollution avec la plus fine granularité possible", explique l'entrepreneur. 
La start-up franco-pékinoise affirme aujourd'hui être en possession de la plus grande base de données sur la pollution dans le monde, couvrant 10 000 villes dans 70 pays. 

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Les détecteurs de polluants permettent d'évaluer les niveaux d’exposition au poste de travail ou surveiller les atmosphères des lieux de travail. Ils peuvent être de plusieurs sortes soient individuels, portables ou fixes et on distingue deux familles d’appareils en fonction de la nature du polluant ciblé : les détecteurs de gaz ou vapeurs et les détecteurs de poussières. Le détecteur de gaz est un appareil qui fournit une indication de la concentration d'un gaz ou d’une vapeur. Cette solution permet de répondre à un problème précis de surveillance ou de contrôle d’atmosphère. Alors que les détecteurs de poussières permettent une évaluation en continu de la concentration en poussières dans l’air. Ces appareils utilisent généralement la diffusion d’un faisceau lumineux pour mesurer la concentration dans l’air des particules.

Source: INRS                                    Lien: https://www.inrs.fr/risques/detection-temps-reel-polluants/ce-qu-il-faut-retenir.html#:~:text=D%C3%A9tection%20en%20temps%20r%C3%A9el%20des%20gaz%20ou%20des%20vapeurs,ou%20de%20contr%C3%B4le%20d'atmosph%C3%A8re.

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Kelly Lestrat
https://www.ecologie.gouv.fr/sites/default/files/Plan%20micropolluants%202016-2021%20pour%20pr%C3%A9server%20la%20qualit%C3%A9%20des%20eaux%20et%20la%20biodiversit%C3%A9.pdf
Le nouveau plan micropolluants 2016-2021 a vocation à intégrer toutes les molécules susceptibles de polluer les ressources en eau. Ce nouveau plan est dédié à la protection des eaux de surface continentales et littorales, des eaux souterraines, du biote, des sédiments et des eaux destinées à la consommation humaine. Il vise à répondre aux objectifs de bon état des eaux fixés par la directive cadre sur l’eau (DCE) et participe à ceux de la directive cadre stratégie milieu marin (DCSMM) en limitant l’apport de polluants via les cours d’eau au milieu marin.
Ce nouveau plan pour préserver la qualité des eaux et la biodiversité s’articule autour de 3 objectifs, de 14 leviers et 39 actions. Le premier objectif concerne les actions concrètes à mener pour réduire les émissions de polluants d’ores et déjà identifiés ; le second objectif comporte de nombreuses actions de recherche et développement afin d’identifier les micropolluants présents dans les eaux et milieux aquatiques et de caractériser le danger associé, enfin le troisième objectif va permettre de dresser des listes de micropolluants sur lesquels il y a intérêt à agir en utilisant les travaux menés dans l’objectif 2.

Source: ecologie.gouv.fr

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Détecter une marée chimique
Depuis la marée noire de l’Amoco Cadiz (lire encadré), les progrès techniques ont permis de repérer rapidement les hydrocarbures en mer. Au-dessus d’un navire échoué ou qui dégaze, des avions équipés de caméras et de capteurs évaluent le type de pollution et son étendue. Mais quand ce n’est pas du pétrole qui flotte ? La détection de produits chimiques variés est beaucoup plus difficile. Lancé en 2014 à la demande de la Douane, le projet Polluproof s’est terminé en décembre dernier. Il a réuni la Marine nationale, le Cedre(1), l’Onera(2) et d’autres partenaires(3). Son objectif est de mieux détecter, localiser et catégoriser des polluants chimiques déversés en mer.

https://www.espace-sciences.org/sciences-ouest/361/actualite/detecter-une-maree-chimique

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Les micropolluants nourrissent aujourd'hui de nombreuses inquiétudes. Leurs conséquences sont encore largement inconnues, mais alors que leur présence est diffuse, des craintes réelles existent quant à leur effet sur l’environnement naturel, voire sur la santé humaine. Si la réglementation n'impose pas encore de norme, et si les micropolluants sont encore largement un enjeu de recherche, qu'il s'agisse de leur détection ou de leurs effets, des premières solutions existent pour lutter contre leur présence. Le progrès technique permet aujourd'hui de filtrer des polluants encore indétectables il y a quelques années. Il permet aussi de remonter en amont pour en empêcher la diffusion.

Dans les deux cas, parce qu’ils connaissent leur territoire, et parce qu’ils ont la responsabilité du réseau d’eau et d’assainissement, les acteurs locaux ont un rôle clé dans cette lutte sensible.
Les faits :
-  110 000 substances chimiques existent actuellement sur le marché européen dont 30 000 importées ou manufacturées en quantités supérieures à une tonne.
-  95 % des résidus parce que l’hospitalisation à domicile est de plus en plus l’option choisie par les patients pour des maladies lourde.
-  13 familles de micropolluants associés à 7 types de toxicité ont été identifiées par l’Agence de l’eau Seine Normandie.
-  3e priorité: Les perturbateurs endocriniens constituent la 3e priorité la plus forte assignée par les Français en termes de santé publique, devant la lutte contre le tabac ou l’alcool...

source : https://www.veolia.fr/gestion-leau-dechets-lenergie-solutions-veolia-territoires/lutter-contre-micropolluants

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L'amélioration de la qualité de l'air est l'affaire de tous. Au niveau collectif, la réduction des risques repose sur les plans. Au niveau national l'État définit des plans et programmes d'actions comme le plan national de réduction des émissions de polluants atmosphériques (PRÉPA). Au niveau local, les plans de protection de l'atmosphère (PPA) ils définissent les objectifs et les mesures qui permettent de ramener les concentrations en polluants atmosphériques à un niveau inférieur aux valeurs limites. Les plans régionaux santé environnement (PRSE) mis en œuvre par les préfets et les régions. Des mesures d'urgence, des plans climat air énergie (PCAET), plans de déplacement urbain (PDU). Elle repose aussi sur les transports, pour améliorer la qualité de l'air de multiples interventions peuvent agir comme l'amélioration des infrastructures et la réglementation de la qualité des carburants et combustibles. La promotion des transports plus respectueux de la santé et de l'environnement, en particulier les mobilités active (vélo, marche). La réduction des risques repose aussi sur les mesures de lutte contre le changement climatique, les politiques agricoles. Au niveau individuel la réduction des risques repose sur les changements de comportement concernant la mobilité, le chauffage et l'adoption de gestes simples destinés à améliorer la qualité de l'air.
Source https://www.santepubliquefrance.fr/determinants-de-sante/pollution-et-sante/air/articles/pollution-atmospherique-que-peut-on-faire-pour-reduire-les-risques

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Des biocapteurs pour lutter contre la pollution en mer
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Des biocapteurs pour lutter contre la pollution en mer
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Hydrocarbures, métaux lou
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Hydrocarbures, métaux lourds, pesticides, antibiotiques… Les substances qui polluent la mer sont nombreuses mais difficiles à détecter. Dans le port de Messine (Sicile), une équipe participant au projet de recherche européen BRAAVOO est en train de tester un bateau robotisé qui effectue automatiquement des prélèvements dans l’eau de mer. A son bord, des biocapteurs vont ensuite les analyser instantanément.
[…]
La technologie repose sur ce qu’on appelle des laboratoires sur puce, autrement dit miniaturisés. Les chercheurs mettent au point trois types de biosenseurs à partir d’algues, d’anticorps et de bactéries qui réagissent en émettant de la lumière. Les capteurs peuvent être configurés pour tout type de polluants.
« Nous avons différentes bactéries disposées dans différents compartiments », nous présente Vitali Maffenbeier, microbiologiste. « Quand on prend un échantillon – même aussi petit qu’une goutte d’eau -, il se dépose sur une puce. Si nous avons par exemple, beaucoup de métaux lourds dans un échantillon, la bactérie située au milieu produira une grande quantité de lumière et s’il y a très peu des métaux lourds, elle produira peu de lumière, nous pouvons donc, ainsi mesurer la quantité de polluant » conclut-il.
Les organismes vivants tels que les bactéries sont capables de donner des renseignements sur l‘état du milieu marin lui-même, ce que ne permettent pas les analyses conventionnelles. 
«En réalité, les analyses chimiques ne donnent pas les informations qui nous sont utiles pour comprendre comment réagit un organisme vivant », explique la microbiologiste marine Renata Denaro. « Dans le cas des biocapteurs, nous sommes en mesure d‘évaluer à quel point ce polluant peut être vraiment dangereux, la toxicité du polluant ou encore un état général de stress du milieu marin » affirme-t-elle.
Trouver des solutions à la fois plus efficaces et plus économes, c’est le défi à relever pour améliorer la surveillance et donc, la protection de l‘écosystème marin.
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