Cette proposition de stage s’inscrit dans l’étude générale des plasmas induits par laser ayant pour but la mesure d’éléments traces dans des matrices organiques et dans le cadre plus global de l’apport de la LIBS pour sonder des milieux pollués. Le travail de stage constitue une étape préliminaire puisqu’il porte sur la caractérisation de plasmas induits par laser picoseconde ou nanoseconde sur du fluor dilué dans de l’eau et sera suivi d’une thèse portant sur la mesure du fluor issu des PFAS.
Les PFAS sont des substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées qualifiées de polluants éternels et caractérisées par de longues chaînes de carbone où plusieurs de ces atomes de carbone sont liés à des atomes de fluor. Leurs capacités hydrophile ou hydrophobe (dépendant de la longueur de la chaîne) en font des composés grandement utilisés dans les différents secteurs de l’industrie. C’est la forte liaison carbone-fluor qui rend ces composés extrêmement résistants. Depuis plusieurs années, l’équipe plasma du CORIA s’intéresse aux éléments traces et développe des techniques de quantification de ces éléments par LIBS auto-calibrée (CF-LIBS). Les applications vont de l’analyse des matériaux pour l’énergie et notamment les composés face au plasma des tokamaks, aux matériaux susceptibles de stocker l’hydrogène tel que les zéolithes ou encore les pellets combustibles et leurs teneurs en éléments précurseurs de cendres.
Ce stage s’inscrit dans ce contexte et a pour but de comparer les résultats issus de nos moyens expérimentaux ainsi que les modélisations réalisées via le code MERLIN [1] à ceux de la littérature. À ce titre, le stage s’appuiera préférentiellement sur les travaux de Gondal et al. [2] qui a déterminé la concentration minimale de fluor observable par LIBS (LOD) sur différentes pastilles de dentifrice durci.
L’étudiant(e) en stage préparera plusieurs dilutions aqueuses d’acide fluorhydrique qui permettra d’avoir un contrôle total de la concentration en fluor et pourra dès lors utiliser le matériel de la plateforme PLEIADES pour statuer sur la limite de détection du fluor dans cette configuration. Le matériel à disposition (ligne VUV, spectromètre échelle et lasers picoseconde et nanoseconde) devrait permettre une détection de F à des concentrations inférieures et ainsi réduire la limite de détection proposée par Gondal et al. en 2014.
RÉSULTATS ATTENDUS POUR LA RÉDACTION DU RAPPORT DE STAGE
Prise en main de la plateforme PLEIADES et du code MERLIN.
Détermination des paramètres plasma (taille du plasma, densité électronique et température à l’ETL) d’un plasma induit par laser produit à la surface de l’eau et dans l’eau. Détermination de la limite de détection et de quantification du fluor dans l’eau.
TRAVAUX DÉVELOPPÉS SUR LE SUJET AU LABORATOIRE (stage de master, thèse, collaboration institutionnelle, industrielle ?)
Thèses (A. Favre, P. Acevedo)…
Stage de master 1 FIRST (F. Ehrari, contexte des PFAS)
Stages bibliographiques de master 2 FIRST (Y. Agha et F. Ehrari, contexte des PFAS)
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES DE L’ÉQUIPE D’ACCUEIL EN RAPPORT AVEC LE SUJET
[1] A. Favre et al., J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 330 (2025) 109222
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES REPLAÇANT LE SUJET DANS UN CONTEXTE PLUS LARGE
[2] M.A. Gondal et al., Opt. Las. Technol. 57 (2014) 32