Les biocapteurs appliqués au contrôle des eaux: Revue - État de l'art

Abstract

Cet article présente l'ensemble des biocapteurs en cours d'étude et proposés pour le contrôle en continu, automatisé et in situ de la qualité des eaux. Le principe des systèmes, étudiés jusqu'ici majoritairement en laboratoire et sur pilote, sera donné avec leurs performances au plan sensibilité et spécificité de détection des polluants hydriques. Ces performances conditionnent leur domaine d'application : les systèmes très sensibles étant affectés au contrôle des eaux d'alimentation et des eaux souterraines, les moins sensibles au contrôle des effluents très contaminés. Les biocapteurs peuvent se caractériser par deux de leurs composantes principales : - le réactif biologique ou biocatalyseur, sensible au(x) polluant(s); - le détecteur appelé transducteur, qui traduit la réponse biologique du biocatalyseur en un signal électrique. Le transducteur peut être de type optique, électrochimique, ampérométrique principalement, ou piézoélectrique. Trois grands types de biocapteurs peuvent être distingués selon la nature du biocatalyseur : - les bioréacteurs, basés sur l'étude des réponses comportementales des vertébrés (poissons) et d'autres organismes aquatiques (microcrustacés, bivalves): - les biosondes cellulaires reposant sur l'étude des fonctions métaboliques telles que la respiration, la bioluminescence, la photosynthèse de microorganismes immobilisés (bactéries, microalgues, levures) ou libres (boues activées) dans le milieu analysé: - les biocapteurs "d'affinité" basés sur l'utilisation d'enzymes ou d'anticorps, chargés de détecter respectivement les substrats et inhibiteurs enzymatiques spécifiques, ou les substances antigéniques vis à vis desquelles les anticorps ont été développés. Ces systèmes sont, par principe, les plus spécifiques mais aussi les plus sensibles. Ils ne couvrent, cependant, qu'une gamme encore très limitée de micropolluants hydriques. Le degré d'autonomie d'un biocapteur, sa facilité d'utilisation et de maintenance et sa fiabilité, sont des éléments qui rentrent en ligne de compte dans les performances. Ces qualités devront être évaluées lors de la phase de validation in situ, essentielle et déterminante pour juger de l'intérêt du système en conditions de fonctionnement réel.