Etude analytique de pesticides utilisés dans la zone des Niayes par la méthode de fluorescence photo induite et développement d'un système automatique d'alerte

Analytical study of pesticides used in the Niayes area by the photo-induced fluorescence method and development of an automatic warning system

• Auteur / Autrice : Ndeye Arame Diop-Seck
• Direction : Philippe Giamarchi, Mame Diabou Gaye-Seye, Moussa Dieng
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance le 15/12/2022
• Etablissement(s) : Brest en cotutelle avec Université Alioune Diop (Bambey)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Optique et de Magnétisme (Brest, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Athanase Coly
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Giamarchi, Mame Diabou Gaye-Seye, Moussa Dieng, Athanase Coly, Lamine Cisse, Jean-Jacques Aaron, Laure Deschamps, Pape Abdoulaye Diaw
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Athanase Coly, Lamine Cisse, Jean-Jacques Aaron

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fluorescence

Eau -- Pollution par les pesticides

Mots clés libres

Pesticides

Fluorescence photo-induite

Absorbance

Photoproduits

Eaux naturelles

Pesticides

Photo induced fluorescence

Absorbance

Photoproducts

Natural waters

Résumé

Au Sénégal, particulièrement dans les Niayes, la pollution agricole est un problème réel. C’est dans ce contexte que nous nous sommes intéressés à la détection de pesticides dans les eaux naturelles. Compte tenu de l’utilisation massive de pesticides, il apparaît nécessaire, afin d’assurer la santé du consommateur, de disposer d’une méthode d’analyse capable de doser efficacement ces pesticides. C’est pour parer à tous ces inconvénients que s’inscrit ce travail montrant l’évolution technique des méthodes développées pour la quantification des pesticides dans les eaux. Comme première méthode développée, nous avons utilisé la méthode de fluorescence photo-induite pour caractériser les paramétres physico-chimique de pesticide tels que l’acétamipride, la flupyradifurone et de l’alpha-cyperméthrine. Ainsi les valeurs des déviations standard relatives (DSR) trouvées, très faibles, allant de 0,13 à 0,82 % indiquent une bonne précision et reproductibilité des mesures. Une étape importante de notre travail sur la partie expérimentale a consisté à l'amélioration et la sécurisation de la source d'irradiation. Face aux inconvénients de la lampe à mercure, une alternative a été testée avec l’acétamipride et le fipronil. Ensuite, nous avons mis au point une nouvelle évolution de la méthode PIF nommée "Early Warning PIF : EWPIF".Deux prototypes ont été développés pour quantifier, après irradiation, des pesticides naturellement fluorescents ou non, afin de disposer d’un système d'alerte précoce, permettant un suivi automatique en ligne de la pollution accidentelle des eaux naturelles. Cette méthode a été appliquée avec succès à la détermination des traces de pesticides tels que l’acétamipride, le fipronil, le cyprodinil, l’Isoproturon, le trifluraline, le Profenofos et le pendiméthaline.Par la suite, les prototypes EWPIF ont été améliorés en incorporant au dispositif précédent une solution micellaire à base de cétyltriméthyl ammonium chlorure (CTAC). La nouvelle méthode, avec les deux prototypes EWMEPIF et EWMEPIF+, a pour but de détecter les pesticides non sensibles à la photo-conversion, d’où l’intérêt de l’utilisation de tensioactif pour augmenter la solubilité du composé et par conséquent la sensibilité avec des limites de détection plus basses. Le dernier chapitre du manuscrit, est une amélioration de la sensibilité des prototypes, la puissance d’excitation a été renforcée par l’utilisation de deux diodes à chaque longueur d’onde. D’autre part, pour la réduction du bruit, un filtre passe haut a été ajouté pour couper l’excitatrice et éviter la saturation du détecteur. Les performances analytiques dans l'ensemble sont très satisfaisantes et en parfait accord avec les normes analytiques.

In Senegal, particularly in the Niayes, agricultural pollution is a real problem. It is in this context that we were interested in the detection of pesticides in natural waters.Given the massive use of pesticides, it appears necessary, in order to ensure the health of the consumer, to have a method of analysis capable of effectively measuring these pesticides. It is to overcome all these drawbacks that this work showing the technical evolution of methods developed for the quantification of pesticides in water.As a first method developed, we used the method of photo-induced fluorescence to characterize the physicochemical parameters of pesticide such as acetamiprid, flupyradifurone and alpha-cypermethrin. Thus, the values of the relative standard deviations (RSD) found, very low, ranging from 0.13 to 0.82% indicate a good precision and reproducibility of the measurements.An important step of our work on the experimental part consisted in the improvement and the securing of the irradiation source. Facing the disadvantages of the mercury lamp, an alternative was tested with acetamiprid and fipronil. Then, we developed a new evolution of the PIF method named "Early Warning PIF: EWPIF".Two prototypes were developed to quantify, after irradiation, naturally fluorescent or not pesticides, in order to have an early warning system, allowing an automatic on-line monitoring of the accidental pollution of natural waters. This method has been successfully applied to the determination of traces of pesticides such as acetamiprid, fipronil, cyprodinil, Isoproturon, trifluralin, Profenofos and pendimethalin.Subsequently, the EWPIF prototypes were improved by incorporating a cetyltrimethyl ammonium chloride (CTAC) micellar solution into the previous device. The new method, with the two prototypes EWMEPIF and EWMEPIF+, aims to detect pesticides not sensitive to photo-conversion, hence the interest of using surfactant to increase the solubility of the compound and therefore the sensitivity with lower detection limits.The last chapter of the manuscript, is an improvement of the sensitivity of the prototypes, the excitation power was reinforced by the use of two diodes at each wavelength. On the other hand, for noise reduction, a high pass filter has been added to cut the exciter and avoid detector saturation. The overall analytical performances are very satisfactory and in perfect agreement with the analytical standards.