Détection électrochimique du nitrométhane : pour un détecteur de traces d'explosifs par concentration en milieu liquide

Electrochemical detection of nitromethane : for a detector of explosive traces via concentration in liquid medium

• Auteur / Autrice : Sébastien Delile
• Direction : Michel Cassir, Pascal Palmas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie, spécialité Electrochimie analytique
• Date : Soutenance le 19/12/2013
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : SST/CEA Matériaux énergiques et organiques
• Jury : Président / Présidente : François Tran Van
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Daniel Lemordant, Virginie Lair, Frédéric Kanoufi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fethi Bedioui, Didier Hauchard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie analytique

Engins explosifs -- Détection

Nitroalcanes

Méthane

Démodulation (électronique)

Mots clés libres

Détection

Électrochimie

Explosifs

Nitrométhane

Detection

Electrochemistry

Explosives

Nitromethane

Résumé

Nébulex est un appareil permettant de solubiliser les vapeurs d’analytes présents dans l’atmosphère via la formation d’un spray. L’objet de ce travail est de développer un nouveau système de détection in-situ par électrochimie pour le nitrométhane, un constituant de compositions explosives artisanales. Les paramètres ont d’abord été optimisés pour évaluer la limite de détection qui peut être atteinte avec un système simple et robuste. Le mécanisme de réaction a été revisité dans nos conditions spécifiques et comparé à celui décrit dans la littérature. Ensuite, différentes voies de fonctionnalisation d’électrodes ont été explorées afin d’améliorer la répétabilité de la mesure et la sensibilité au nitrométhane. Enfin, le système de détection a été miniaturisé et intégré au prototype Nébulex. Des essais de détection de vapeurs ont pu être menés, conduisant à un temps de détection de l’ordre de la minute pour des teneurs en nitrométhane de quelques ppmv.

Nebulex is a device allowing the solubilization of atmospheric analyte vapors via a spray formation. The aim of this work is to develop a new in-situ electrochemical detection system for the nitromethane, a constituent of home-made explosives. The parameters were first optimized to determine the limit of detection which can be reached with a simple and robust system. The reaction mechanism was revisited in our specific conditions and compared to the one described in the literature. Next, several functionalization ways were explored to enhance the measurement stability and the sensitivity for nitromethane. Finally, the detection system was miniaturized and integrated to the Nebulex prototype. Vapor detection experiments were performed, leading to detection time in the range of a minute for few ppmv of nitromethane content.