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Thèse en chimie analytique et microfluidique appliquée à l'analyse des COV dans l'air(H/F)


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Informations générales

Référence : UMR7515-STELEC-002
Lieu de travail : STRASBOURG
Date de publication : vendredi 27 juillet 2018
Nom du responsable scientifique : Stéphane Le Calvé
Type de contrat : CDD Doctorant/Offre de thèse
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2018
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 1 768,55 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Various techniques are available on the market for the BTEX monitoring, based on gas chromatography coupled to photo ionisation detector (PID) or other detectors. They are very sensitive and provide an answer in near real time. However, they are moderately or not portable because of their weight and the requirement of large and heavy gas cylinder. Moreover, for application such as indoor air quality monitoring, the limit of detection doesn't have to be so low. Indeed, the European Community has planned to define thresholds of 2 µg.m-3 in 2022.
The most advanced tools in terms of portability (µBTEX-1) offering rapid and accurate measurements and a high autonomy is the one commercialised by In'Air Solutions (IAS), a spin-off of our laboratory.
BTEX analyser provided by IAS is still away from sensors because of its weights limiting its portability. Moreover, there is still a challenge to be solved regarding sensitivity since the current limit of detection (3 µg.m-3) is higher than the threshold that will be imposed by European Community in 2022 (2 µg.m-3).
The current BTEX analyser sold by IAS operates according to three steps:
(1) Air sampling into a loop,
(2) Separation using a gas chromatographic column
(3) Detection ensured by a photoionization detector (PID).
On the existing IAS BTEX micro-analyser several modifications will be made to reduce its size and weight, to improve its sensitivity and to enlarge the number of compounds detected.
The sensitivity will be increased (by a factor 10-100) by addition of a µ-preconcentrator considered as a microfluidic key-element and a major development in this PhD thesis. The suitable adsorbent used in this µ-preconcentrator will be chosen and characterized. Adsorption and desorption parameters such as temperature and gas flow rate will be optimised to achieve both complete adsorption and desorption for the targeted compounds. The geometry of the microchip will be optimised in order to avoid leaks and minimize the pressure drop.
In addition, a chromatographic µ-column will be developed to perform a rapid separation of VOCs. Finally a set of two µ-detectors will be coupled in order to extend the range of organic species quantified in air.
Laboratory validation will be conducted under controlled conditions. The analytical performances such as detection limit, repeatability, reproducibility and linearity will be then determined.
Finally, field measurements will be performed in several European schools in order to demonstrate all the capacity of the instrument.

Contexte de travail

Conception, fabrication et développement d'éléments analytiques microfluidiques pour l'analyse des Composés Organiques Volatils dans l'air.

Université d'inscription : Université De Strasbourg
Ecole Doctorale : ECOLE DOCTORALE DES SCIENCES CHIMIQUES (ED 222)
Laboratoires d'accueil : Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (UMR 7515, CNRS,UdS)
Directeur de thèse : Stéphane LE CALVÉ (Directeur de Recherche, CNRS)

Informations complémentaires

Financement : projet européen LIFE SMART'IN AIR

Candidature par email avec CV et lettre de motivation à Stéphane Le Calvé (slecalve@unistra.fr)

Diplôme requis : MASTER en Chimie, Physique ou Ingénierie (ou équivalent)
Maitrise de l'anglais indispensable.

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