Biocapteurs
Techniques d’analyse de l’eau utilisant du matériel biologique

L’industrialisation intensive, ainsi que les utilisations agricoles et domestiques d’un nombre croissant de produits chimiques, ont conduit à la dissémination de nombreux composés toxiques dans l'environnement. Cela provoque une pollution massive des écosystèmes aquatiques. Le caractère polluant d’une substance est plus ou moins élevé en fonction, entre autres, des quantités déversées dans le milieu, des effets toxiques et écotoxiques engendrés et de la capacité de ce milieu à l’éliminer naturellement.

Depuis 2000, la directive cadre européenne sur l'eau DCE 2000/60/EC impose à tous les États membres la mise en place de programmes de surveillance et de traitement visant à restaurer le bon état chimique et écologique des masses d’eau à travers l’Europe. Elle inclut notamment un plan commun de gestion transfrontalier et un calendrier de mise en place. Une liste de substances dites prioritaires, dont le suivi est nécessaire pour évaluer l’atteinte de ces objectifs, a été établie. Elle est complétée par une liste de substances soumises à surveillance, dont la composition est régulièrement mise à jour (décision 2025/439 du 28/02/2025).

Afin de pouvoir répondre aux défis analytiques associés à l’identification des polluants et à l’évaluation de la toxicité aquatique, les méthodes de laboratoire, après un échantillonnage ponctuel, sont les seules reconnues [P 3 900]. Ces méthodes d’analyse chimique conventionnelles sont fondées sur une instrumentation sophistiquée et coûteuse (ex. : couplages LC/MS, LC/MS/MS, GC/MS ou LC/ICP-MS). Elles nécessitent le retour de l’échantillon au laboratoire, mais permettent de réanalyser les échantillons déclarés positifs sur site (bioessais, analyseurs in situ), afin d’effectuer une caractérisation plus fine (identification des composés présents). Ces techniques font l’objet d’intenses recherches et sont en constante évolution, en réponse à celle de la réglementation, mais également à la pression de plus en plus forte visant à diminuer leur coût et leur impact écologique.

Compte tenu des limites de détection toujours plus basses à atteindre, et de la complexité des échantillons, le développement de supports de séparation et de traitement de l'échantillon plus sélectifs, ainsi qu'une pré-concentration des analytes répondant à ces critères, devient nécessaire. Il devient par ailleurs urgent de développer des analyses de terrain plus performantes, afin de suivre en temps réel l’évolution et la localisation de la pollution. Cette voie n’est cependant pas encouragée par la législation [P 3 900].

Les techniques utilisant du matériel biologique peuvent répondre à ces différents besoins. Cet article fait le point sur les biocapteurs et les biosorbants, et aborde leurs avantages, leurs domaines d'applicabilité et les limitations éventuelles qui freinent actuellement leur commercialisation.