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Detecting hydrocarbon pollutants in groundwater

A major environmental and health challenge taken up by FEMTO-ST researchers working with TotalEnergies

BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes) are hydrocarbon-based pollutants found in groundwater near industrial sites and service stations. Classified as toxic substances, some are even recognized as carcinogens. Their rapid and accurate detection is therefore essential to preserve water resources and protect human health. To meet this challenge, FEMTO-ST researchers, in collaboration with TotalEnergies, have developed a new generation of sensors capable of identifying these pollutants at very low concentrations. This major technological advance paves the way for more effective monitoring and better-targeted pollution control strategies.

A double innovation for ultra-efficient detection

BTEX molecules are not very reactive, which makes them difficult to detect and even more complex to eliminate. To circumvent this obstacle, the researchers exploited supramolecular interactions specific to the aromatic rings of these compounds. By designing and synthesizing a polymer optimized for these interactions, they were able to deposit an ultra-sensitive nanometric layer on the active surface of a sensor.

But that's not all: detecting pollutants in groundwater also poses a technical challenge, as sensors must be autonomous, robust and remotely interrogatable. To meet these requirements, the research team opted for surface-elastic acoustic sensors. Using a substrate made of lithium tantalate, a piezoelectric material, they succeeded in designing a device capable of operating directly in an aquatic environment, without loss of the acoustic signal.

Unprecedented performance and concrete applications

Thanks to this approach combining supramolecular chemistry and acoustic sensor engineering, the researchers have achieved exceptional sensitivity, enabling BTEX to be detected at concentrations below 0.5 ppm - the limit imposed by environmental agencies. This scientific breakthrough has already led to the filing of two patents and one scientific publication.

Towards real-time groundwater monitoring

L’objectif désormais est de tester ces capteurs en conditions réelles, directement dans le sous-sol et sur de longues périodes. À terme, le déploiement d’un réseau de capteurs sur des sites industriels pourrait révolutionner la surveillance des eaux souterraines, en offrant une solution fiable et continue pour détecter et prévenir la contamination par les hydrocarbures.

Contacts :

Jean-Michel Friedt (FEMTO-ST)
Frédéric Chérioux (FEMTO-ST)
Nathalie Nief (TotalEnergies)

More informations : ACS Publications 10.1021/acsomega.4c08826

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Detection of BTEX in water by supramolecular recognition

  • Publication dans Nature Communications

    Novembre 2014 :

    parution de l'article

    « Protrusion force microscopy reveals oscillatory force generation and mechanosensing activity of human macrophage podosomes »

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  • On a marché sur les braises !

    Un dimanche presque comme les autres à la Fabrikà sciences. Dimanche 14 décembre 2014, John Dudley (chercheur à l'Institut FEMTO-ST) proposait au public de marcher sur les braises.

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  • Paper prize at the international conference VPPC 2014

    At the International IEEE "Vehicle Power and Propulsion Conference" conference held in Coimbra, Portugal from 27 to 30 October 2014, “Hybrid & Fuel Cell Systems” Research Team of Femto-ST Institute won the Paper Prize for the paper titled “Energy management of an hybrid electrical vehicule in degraded operation”

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  • Paper prize lors de la conférence internationale VPPC 2014

    Lors de la conférence internationale IEEE « Vehicule Power and Propulsion Conference » qui s’est déroulée à Coimbra au Portugal du 27 au 30 octobre 2014, l’équipe Systèmes Hybride et Systèmes Pile à Combustible »du département Energie de FEMTO-ST a remporté le « Paper Prize » pour son article intitulé « Gestion d'énergie d'un véhicule électrique hybride en fonctionnement dégradé »

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  • Best Paper Award pour proposer l’interopérabilité des systèmes de communication des armées

    L’article présenté fin octobre à Rome par une équipe de FEMTO-ST/ Département Informatique des Systèmes Complexes, a reçu le prix du meilleur article scientifique lors de la conférence européenne du Wireless Innovation Forum. Les résultats présentés portaient sur l’application des méthodes de génération de tests à partir de modèles formels pour vérifier la conformité au standard du logiciel embarqué dans ces équipements, permettant d’assurer ainsi leur interopérabilité.

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  • Yannick Lefier, vainqueur de la Grande Battle de FEMTO-ST !

    Vulgariser ses travaux de recherche avec humour et en moins de 3 minutes. C’est le défi dans lequel se sont lancés huit doctorants de FEMTO-ST qui se sont affrontés à coups de « supers pouvoirs » au cours de cette édition 2014 de la fête de la science. Après une première épreuve qui s’est déroulée à l’UFR-STGI de Belfort, le 9 octobre dernier devant 130 lycéens, Yannick Lefier s’est imposé lors de la finale qui a eu lieu le 12 octobre à Besançon avec 30 % des votes du public pour la présentation de ses travaux en optique… déguisé en grand maître de la lumière karatéka !

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  • Un nouveau mode de diffusion de la lumière dans de minuscules fibres optiques

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  • Congrès CETSIS - 27-29 octobre 2014

    Besançon accueille le congrès CETSIS 2014 du 27 au 29 octobre 2014. Il se déroule essentiellement autour de démonstrations réelles de travaux pratiques et de projets et de tables rondes et accueillera des enseignants, enseignants-chercheurs, doctorants, industriels de toute la France et de pays francophones.

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  • Visite du Premier ministre, Manuel Valls, à FEMTO-ST

    Accompagné de Mme Najat Vallaud-Belkacem, Ministre de l'Éducation nationale, de l'Enseignement supérieur et de la Recherche, et Mme Geneviève Fioraso, Secrétaire d’Etat à l’Enseignement supérieur et à la Recherche, le Premier Ministre Manuel Valls est venu découvrir, lundi 29 septembre à Besançon, les recherches menées au sein de l’institut et apprécier les développements technologiques réalisés au sein de notre salle blanche.

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  • Prix spécial du Jury sur le salon MICRONORA

    Un microrobot développé par une équipe de recherche de FEMTO-ST pour améliorer la chirurgie laser des cordes vocales a reçu le prix spécial du jury sur le salon MICRONORA

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