Academic literature on the topic 'Détection colorimétrique'

L’approvisionnement en eau potable de la ville de Casablanca, capitale économique et industrielle du Maroc, est assuré en grande partie par les eaux du réservoir de stockage Tit Mellil alimenté par les eaux traitées provenant de la retenue de barrage Sidi Mohammed Ben Abdellah (SMBA). Or, les eaux brutes du barrage sont souvent affectées par le phénomène d’eutrophisation qui se manifeste par la prolifération des cyanobactéries qui exercent un impact négatif sur la filière de production d’eau potable. En effet, les analyses physico-chimiques, effectuées sur les eaux brutes et traitées, ont permis de faire un diagnostic. Ce dernier a montré que les caractéristiques des eaux brutes favorisent la prolifération de cyanobactéries. Plusieurs genres toxiques ont été identifiés avec Microcystis et Oscillatoria qui sont producteurs de microcystines. L’évaluation des microcystines dans les eaux brutes et traitées a été réalisée par le test colorimétrique d’inhibition de la protéine phosphatase type 2A (PP2A), sur des extraits préconcentrés des fractions dissoutes et des fractions cellulaires avec un seuil de détection de 1 ng•L-1. Les résultats montrent que les microcystines sont présentes dans tous les échantillons d’eaux traitées, prélevés à l’entrée du réservoir de stockage, pendant la période été-automne de 2006 à 2008. Leurs taux en microcystines dissoutes n’excèdent pas 0,075 µg équivalents MC-LR•L-1. Ces valeurs, bien que positives, sont très inférieures au seuil recommandé par l’Organisation Mondiale de Santé, qui est de 1 µg équivalent MC-LR•L-1 d’eau et sont nettement inférieures à celles des eaux brutes, pour la même période, dont les valeurs ont atteint 1,1 µg équivalent MC-LR•L-1 en octobre 2006. Par ailleurs, une évaluation des concentrations en MC dissoute, à la sortie du réservoir de stockage d’eau potable vers le consommateur, a révélé une nette diminution des teneurs, liée probablement aux effets de la chloration appliquée à ces eaux.

La pression foncière en région urbaine et périurbaine am ène beaucoup de producteurs m araîchers à avoir des pratiques culturales qui ne garantissent pas la qualité sanitaire des produits récoltés. Cette étude a analysé les pratiques de fertilisation et de traitem ents phytosanitaires sur les légumes feuilles traditionnels les plus consomm és afin d’identifier ceux à risque. Six (6) échantillons composites de feuilles de S. m acrocarpum , répétés deux fois, issus de parcelle sayant reçu des doses de 20, 40 et (20+10+10) t/ha de fientes de vol aille et de graines de coton, sur un sol ferrallitique faiblem ent dessaturé au sud du Bénin , ont été analysés au cours des deux prem ières coupes pour la recherche de nitrates par colorimétrie. Dans la zone de décrue , l’identification et le dosage des pest icides organochlorés par chrom atographie en phase gazeuse couplée à un systèm e de détection à capture d’électrons ont été effectués sur dix (10) échantillons de feuilles et un échantillon composite de sol (mélange de trois échantillons de sols) prélevés defaçon aléatoire dans les cham ps maraîchers. Le diagnostic approfondi des pratiques de fertilisation et de traitements phytosanitaires a montré que de fortes doses d’engrais organiques et surtout d’engrais minéraux sont appliquées sur les légumes feuilles dans les zones prospectées. Les taux de nitrate dans les feuilles et dans les sols sont faibles (<50mg/kg de m atière fraîche) mais ces taux ont augmenté de la 1 ère à la 2 ème coupe . Les teneurs en pesticides organochlorés totaux sont com prises entre 0,320 e t 2,225 μg/g de légum es se cs. En dehors de l’endosulfan et du lindane retrouvés dans les échantillo nsde légumes, à faibles teneur (respectivement 0,07 et 0,1 μg/g de légumes) , les autres pesticides comme le DDT, l’endrine, l’heptachlore, l’aldrine, le die ldrine présentent des teneurs supérieures aux normes Codex appliquées pour le contrôle de la qualité des alim ents. Les mêm es pesticides se retrouvent dans l es échantillon sde sol .

Cette thèse traite un sujet pluridisciplinaire, la conception d’un prototype de micro-capteur biologique pour la détection des anticorps de patients susceptibles d'être allergiques.Elle a pour objectif la miniaturisation de la méthode ELISA pour « Enzyme Linked Immune Sorbent Assay » en concevant en « full-custom », avec une technologie CMOS APS, un capteur colorimétrique. Ce capteur est posé en dessous un système micro fluidique contenant l’échantillon biologique à tester, le tout est illuminé via une fibre optique. Le détecteur capte la lumière qui a traversé le micro-tube contenant l’échantillon. Les courants photoniques induits sont liés à la concentration et la coloration de la solution. Le virage colorimétrique de la réaction enzymatique, due à la présence des anticorps dans le sérum, et l’évaluation quantitative de la concentration seront déterminée par la mesure de ces photo-courants. Le capteur pourrait contenir une matrice de 20x20 pixels de détecteurs de couleur ainsi que leur électronique de lecture et de commande. Pour des raisons de coûts, nous avons validé le procédé à l’aide d’une matrice de 4x4 pixels de détecteur de couleur. La réalisation du circuit a été suivie par une caractérisation électrique et colorimétrique. La caractérisation électrique a permis de valider le fonctionnement du bloc de commande du circuit ainsi que celui du pixel (l’électronique de lecture, BDJ). Les résultats de mesures concordent avec ceux de simulations. La caractérisation colorimétrique consiste à mesurer le virage colorimétrique de deux solutions différentes. Les mesures ont pu montrer que notre capteur est plus sensible que le spectromètre utilisé pour mesurer la concentration des deux solutions. Ainsi ce travail de recherche a contribué à la miniaturisation d’une bio-puce colorimétrique dédiée aux tests immunologiques basée sur la méthode ELISA
This PhD treats a multidisciplinary subject based on the design of a biological micro-sensor prototype for the detection of antibodies of patients susceptible to be allergic.The goal has been the miniaturization of the ELISA "Enzyme Linked Immune Sorbent Assay" method, designing in integrated full-custom colorimetric sensor with a CMOS APS technology. This sensor is installed below a microfluidic system containing the biological test sample, the whole is illuminated via an optical fiber. The sensor detects the light passed through the micro reservoir containing the sample, the induced photo-currents is related to the concentration of the solution. The color change of the enzyme reaction due to the presence of antibodies in the serum, and the quantitative evaluation of the concentration will be determined by the measurement of the induced photo-currents. The sensor may contain a matrix of 20x20 color detector pixels and their reading and control electronics. For cost reasons, we validated the method using a matrix of 4 x 4 pixels of color detectors.The design of electrical device was followed by a colorimetric and electrical characterizations. The latter was used to validate the operation of the control block of the circuit as well as that of the pixel (readout electronics, BDJ). The results brought by measurements are in good agreement with those obtained through simulations. The colorimetric characterization consists in measuring the intensity of the color of two different solutions of different colors. These measurements have shown that our sensor is more sensitive than a spectrometer. Therefore, this research work has contributed to the miniaturization of a colorimetric sensor and its electronic part for the Immunoassay based on the ELISA method

Depuis une vingtaine d’années, des campagnes de mesures de la qualité de l’air intérieur des piscines couvertes ont révélé la présence de composés toxiques, notamment de chloroforme (cancérigène probable pour l’homme) à des concentrations très supérieures à la valeur toxicologique de référence recommandée par l’Anses. Ainsi, la garantie de la santé des baigneurs nécessite de pouvoir détecter facilement le dépassement de cette valeur limite.Pour pallier à l’absence d’appareil répondant à ce besoin, l’objectif de cette thèse est donc d’élaborer un capteur colorimétrique, fait d’une matrice nanoporeuse dopée en molécules-sondes capables de réagir de façon sélective et sensible avec le chloroforme pour former un produit coloré.La réaction de Fujiwara a été sélectionnée pour notre capteur et son optimisation a permis de dégager les conditions optimales qui devront être reproduites dans les pores de la matrice sol-gel pour assurer un fonctionnement optimal du capteur. En raison des contraintes imposées par la réaction de Fujiwara, un nouveau type de matrices mixtes silice-zircone a été développé pour héberger cette réaction en phase gaz.La maîtrise fine de la différence de réactivité entre les précurseurs de silice (peu réactifs) et les précurseurs de zircone (très réactifs) nous a permis de moduler à la fois l’homogénéité, l’absorbance et la porosité de ces matrices de façon à obtenir des matrices présentant les caractéristiques requises de transparence, porosité, tenue mécanique, absorbance et compatibilité avec la réaction colorimétrique choisie.Le dopage de cette matrice avec les réactifs de Fujiwara finalement été réalisé avec succès et la fonctionnalité du capteur a été démontrée
During the last twenty year, indoor swimming-pool air quality measurement campaigns confirmed the presence of toxic compounds such as chloroform (carcinogenic) at higher level than those advised by French authorities. Hence, the ability to easily perform direct detection of chloroform at concentration above the advised threshold is crucial to ensure the safety of swimmers.At the moment, no devices seems to meet such a need. This PhD work aims at preparing a colorimetric sensor suited to this application, thanks to a nanoporous material incorporating probe-molecules to specifically react with chloroform and yield a coloured product.The optimization of the Fujiwara colorimetric reaction was carried out and the best mode to be used within the nanopores in the gas phase was identified. A new type of silica-zirconia materials had to be specifically developed to resist to the harsh chemical conditions of the Fujiwara reaction.Fine-tuning of the differential reactivity of silica (slow) and zirconia (fast) precursors led to a good control of the homogeneity, absorbance and porosity of the materials which was absolutely essential to meet the specifications of transparency, porosity, mechanical stability, absorbance and ability to host the Fujiwara reaction.Such materials were successfully doped with Fujiwara reagents, and the functional material obtained was validated as a chloroform sensor

L’objectif de cette thèse, dans le cadre de l'ANR TRICETOX (CESA, 2013-2017), était de développer des méthodes alternatives aux méthodes d’analyse chimiques classiques pour la détection spécifique des herbicides de la famille des β-tricétones. Ces nouveaux outils analytiques doiventt être faciles à utiliser, rapides, peu coûteux et devant répondre aux exigences imposées pour la détection de ces herbicides (valeur critique de 0,1 µg.L-1). Les β-tricétones ont pour cible spécifique l'enzyme p-HydroxyPhénylPyruvate Dioxygénase (HPPD), impliquée dans la biosynthèse des caroténoïdes, son inhibition entraîne un blanchiment des feuilles des plantes traitées. Deux stratégies ont été envisagées, basées sur l’inhibition de l’HPPD : un bio-essai colorimétrique à cellules entières utilisant un clone recombinant d'Escherichia coli exprimant l’HPPD d’Arabidopsis thaliana, et un biocapteur enzymatique à transduction électrochimique. Le principe du bio-essai repose sur la capacité du clone recombinant à produire un pigment brun à partir de la voie de catabolisme de la tyrosine. L’addition de β-tricétones entraîne une diminution de la pigmentation dans le milieu. Après optimisation des conditions opératoires, les LODs obtenues pour la mésotrione, la tembotrione, la sulcotrione et la leptospermone sont de 0,069, 0,051, 0,038 et 20 μM, respectivement. En format biocapteur, l'enzyme HPPD purifiée a été immobilisé sur la surface d’une électrode de graphite sérigraphiée. Le biocapteur à enzyme libre a permis l’obtention de limites de détection de 1,36-10 M, 1,25.10-11 M et 1,08.10-11 M pour la sulcotrione, la tembotrione et la mésotrione, respectivement. A ce jour, des échantillons réels ont été analysés sur le bio-essai et les résultats ont été validés par HPLC
The goal of this thesis, in the frame of the ANR TRICETOX (CESA, 2013-2017), was to develop some alternative methods to conventional chromatographic methods for the monitoring of the β-triketone herbicides. These new analytical tools have to be easy to handle, fast, low-cost, and to respond to the requirements for the detection of these herbicides (critical value of 0.1 μg.L-1). The β-triketones specifically target the 4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase (HPPD) enzyme, involved in the carotenoids biosynthesis in plants ; its inhibition results in foliage bleaching of the treated plant. Two strategies have been considered, both based on the HPPD inhibition : a whole-cell colorimetric bioassay involving a recombinant E. coli expressing the HPPD from A. thaliana, and an electrochemical enzymatic biosensor. The principle of the bioassay is based on the ability of the recombinant E. coli clone to produce a soluble brown pigment from tyrosine catabolism. The addition of β-triketone induces the decrease of the pigment production in the medium. After optimization of the operational conditions, the LODs obtained for mesotrione, tembotrione, sulcotrione, and leptospermone were 0.069, 0.051, 0.038, and 20 μM, respectively. In the biosensor format, the purified HPPD enzyme was immobilized on the surface of a screen-printed graphite electrode. Using the free enzyme biosensor, LODs as low as 1.36-10 M, 1.25.10-11 M and 1.08.10-11 M were obtained for sulcotrione, mesotrione and tembotrione, respectively. Up to date, real samples have been analyzed using the bioassay and the results were validated by HPLC

Le cyanure étant un des agents les plus toxiques sur notre planète, il est crucial de le détecter avec précision surtout dans l’industrie alimentaire. Les travaux présentés dans cette thèse portent sur le développement de nouveaux détecteurs colorimétriques du cyanure. Dans un premier temps des benzoquinonemonoimines ont été synthétisées et leurs propriétés optiques investiguées (en version ligand libre et complexes). Nous nous sommes ensuite intéressés à la synthèse de macrocycles de type azacalixarènes, dont l’ajout de cyanure en solution permet l’obtention de complexes de Meisenheimer stables. Le travail s’est ensuite focalisé sur la synthèse de dérivés m-dinitro-benzènes comportant différents groupements donneurs et accepteurs dont leurs propriétés optiques ont été étudiées pour la détection colorimétrique du cyanure. Dans une dernière partie, nous avons étudié la teneur en cyanure des Calissons d’Aix
As cyanide is one of the most toxic agents on our planet, it is crucial to detect it accurately, especially in the food industry. The work presented in this thesis concerns the development of new colorimetric cyanide detectors. First, benzoquinonemonoimines were synthesized and their optical properties investigated (in free ligand and complex version). We then focused on the synthesis of azacalixarene-type macrocycles, for which the addition of cyanide in solution gives stable Meisenheimer complexes. The work then focused on the synthesis of m-dinitro-benzenes derivatives incorporating different donor and acceptor groups whose optical properties were studied for the colorimetric detection of cyanide. In the last part, we investigated the cyanide content of Calissons d´Aix

La catalyse homogène à l'aide des complexes des métaux de transition est l'un des domaines les plus dynamiques de la chimie organique moderne. Durant ces dernières années la majorité des nouvelles réactions en chimie organique est issue de ce domaine de recherche. Par exemple la carbonylation, la réaction de Heck, le couplage C--C sont déjà devenues des méthodes classiques en synthèse. L'un des objectifs actuels de la catalyse homogène est la recherche de nouvelles voies de formation de liaisons carbone-hétèroélément en présence de complexes de métaux de transition. Ces réactions ouvrent une nouvelle voie pour la synthèse de différentes familles de composés organiques. Certaines de ces réactions ont largement été étudiées et ont trouvé des applications pratiques dans les laboratoires académiques et dans l'industrie. Nous pouvons citer par exemple l'hydrogénation et l'hydrosilylation catalytique. D'autres, tell la formation des liaisons C(sp2)--O, C(sp2)--N, C(sp2)--Se et C(sp2)--S, sont moins développées et nécessitent encore beaucoup de mises au point avant de pouvoir être utilisées de façon routinière. L'accroissement des besoins en outils permettant de fonctionnaliser facilement, régio- et stéréosélectivement les substrats actuellement à notre disposition, explique la progression constante des recherches dans ce domaine. Les objectifs de ce travail étaient l'étude de la synthèse de ligands polyazotés par la réaction de formation de liaison C(sp2)--N en présence des complexes du palladium. L'intérêt porté depuis de nombreuses années aux polyazamacrocycles saturés a pour origine principalement leur grande affinité vis-à-vis des cations métalliques qui se manifeste par une stabilité thermodynamique et cinétique remarquable de leurs complexes. Les polyazamacrocycles peuvent complexer les atomes métalliques en milieu aqueux et être utilisés in vivo. En général, la stabilité des complexes formés par les récepteurs macrocycliques est supérieure à celle des complexes formés par les ligands non cycliques apparentés en raison de l'effet macrocyclique. De plus, la fonctionnalisation du macrocycle par des groupes coordinants disposés à la périphérie du cycle conduit à des récepteurs plus sophistiqués. Il en découle que les polyazamacrocycles peuvent être adaptés aux métaux ayant un nombre de coordination élevé sans perdre l'avantage de la préorganisation du ligand. Ainsi, l'affinité du ligand vis-à-vis d'un ion métallique peut être contrôlée en faisant varier le nombre et la nature des bras fonctionnels liés au macrocycle. La chimie organique moderne permet de réaliser la synthèse des polyazamacrocycles N-fonctionnalisés selon des schémas simples, efficaces et transposables à grande échelle. Cependant la synthèse de dérivés contenant le fragment diaminoaryl- ou diaminohétèroaryl- incorporé dans l'entité macrocyclique reste délicate. Par ailleurs la présence de tels fragments dans un macrocycle peut influer sur les propriétés coordinantes du ligand et sa solubilité. De plus ces macrocycles présentent un intérêt majeur pour le développement de détecteurs optiques car la plupart des groupes qui sont capables de visualiser la coordination d'une molécule cible sont de nature aromatique ou hétèroaromatique...

Les travaux présentés dans cette thèse concernent le développement de nouveaux outils d'analyse multiparamétrique de type biopuce ou puce électrochimique, appliqués au diagnostic et au contrôle environnemental. Le premier axe de recherche a pour objectif le diagnostic, par la détection de panels d'anticorps marqueurs d'un état pathologique dans le sérum de patients. Dans cette optique, deux systèmes d'immunotests ont été développés, permettant la détection multiparamétrique d'anticorps spécifiques grâce à l'analyse automatisée et haut-débit d'échantillons de sérum. Cette approche s'est basée sur la capture des anticorps cibles par des sondes antigéniques immobilisées selon une matrice de plots sur des membranes constituant les fonds de puits de micro-plaques. La détection des interactions est effectuée par colorimétrie à l'aide d'un marqueur enzymatique. Ces outils ont permis l'analyse de 96 échantillons en moins de trois heures, et ont été mis au point pour deux applications. La première consiste en le diagnostic d'allergies, et la seconde s'intéresse au diagnostic du cancer. La seconde partie des travaux est appliquée au contrôle environnemental par surveillance de l'eau. Des pesticides, toxines et explosifs ont été définis comme composés cibles du test multiparamétrique. Afin de les intégrer dans une matrice de plots, des conjugués sondes ont été synthétisés à partir de ces haptènes. Après criblage et optimisation des conjugués en fonction de leur réactivité et réactivité-croisée avec les anticorps spécifiques, l'outil développé a démontré ses performances analytiques en termes de sensibilité et de sélectivité pour la détection des cibles. Un autre capteur pour la surveillance de l'eau a été développé dans le cadre du projet Européen BONAS. Ce test électrochimique vise à détecter des précurseurs d'explosifs utilisés dans la préparation de systèmes explosifs improvisés, pour la localisation de fabriques de bombes artisanales. La puce mise au point consiste en un réseau d'électrodes sérigraphiées, modifiées par électrodépôt de différents métaux
The work reported in this thesis focuses on the development of new multiplex analytical devices on biochip or electrode microarray format, dedicated to diagnosis and environmental monitoring. The objective of the first research axis is diagnosis, thanks to the detection in patients’ serum of a panel of antibodies, biomarkers of a pathological state. For that purpose, two immunotests have been developed, enabling the multiparametric detection of specific antibodies by automated and high-throughput analysis of serum samples. This approach is based on the antibodies capture by antigens probes immobilized in a matrix of spots on a membrane surface composing the wells bottom of a micro-titer plate. Enzyme-labeled antibodies have been used, providing a colorimetric detection. This device enabled the achievement of the analysis of 96 samples in less than three hours and has been applied to different applications. The first one consists of allergy diagnosis, and the second focuses on cancer diagnosis. The second part of this work is applied to environmental monitoring, through water analysis. Different types of pollutants have been defined as targets: pesticides, toxins and explosives. In order to integrate them in a matrix of probes, different conjugates have been synthesized with these haptens. After screening and optimization of the conjugates through their reactivity and cross-reactivity with the specific antibodies, the developed device demonstrated his analytical performances in terms of sensitivity and selectivity. Finally, for the European Project BONAS, a last sensor based on water analysis has also been developed. This electrochemical microarray aims to detect explosives precursors, used in improvised explosive devices, for the localization of hidden bomb factory. The chip was designed as a screen-printed electrode network, which was modified by different metals electrodeposition

Le but de ce travail de thèse est de doter la métrologie française d'un instrument de référence dédié à la caractérisation métrologique des propriétés réflectives des objets qui, du point de vue de l'apparence, sont à l'origine des sensations de couleur, de brillant, de texture, de translucidité…etc. Ce mémoire décrit la conception, réalisation et mise au point d'un dispositif de mesure de la fonction de distribution bidirectionnelle du facteur de luminance d'une surface plane (BRDF). La BRDF est la grandeur physique qui caractérise intégralement la réflexion lumineuse à la surface d'un matériau. En cela, sa mesure s'inscrit comme un outil indispensable pour la mesure de l'apparence car elle permet de connaître en détail le signal qui entre dans l'œil.Certaines surfaces présentent une apparence pigmentée, métallisée, nacrée ou encore interférentielle, ces surfaces, dites "goniochromatiques", ont la capacité de changer d'apparence en fonction de l'angle d'observation. Pour les caractériser, il est impératif d'effectuer une mesure de BRDF sous plusieurs conditions d'observation et d'illumination. L'outil de mesure de la BRDF est un gonioréflectomètre, dédié à des mesures dans le domaine UV - Visible (250 nm – 900 nm).Le montage expérimental consiste en deux lignes distinctes. La première, appelée voie spectrale, est dédiée à l'étude de la couleur. Elle est constituée d'une illumination fixe assurée par une lampe à décharge de xénon filtrée par un monochromateur puis focalisée sur la surface étudiée. La détection, mobile, est assurée par un système optique constitué de lentilles et de miroirs qui servent à renvoyer la lumière réfléchie par la surface sur la photodiode.La deuxième ligne, appelée voie spatiale, est la dédiée à l'étude du brillant. Elle requière une résolution angulaire qui égale l'acuité visuelle de l'œil humain (0,03°) c'est cette partie qui introduit l'originalité de notre instrument. Sur cette voie, la détection est fixe et est basée sur la combinaison d'une optique de Fourier et d'une caméra CCD (512x512 pixels). L'illumination est mobile et est assurée par une lampe incandescente à filament de tungstène collimatée sur l'échantillon.Les deux lignes partagent un robot porte-échantillon qui offre six dégrées de liberté qui sert à reproduire toutes les directions d'illumination et d'observation au-dessus de l'échantillon.Mots clés : Couleur, Brillant, BRDF, Goniochromatisme, Pic spéculaire
The aim of this thesis is to provide the French Metrology with a reference instrument that can be used for measuring the appearance of objects. Several physical properties of object appearance are used not only to identify the object itself but also determine its quality. These include color, gloss, texture and translucency. This work describes the design, characterization and the implementation of an instrument that has been built particularly to measure the bidirectional reflectance distribution function (BRDF) of planar surfaces. BRDF is a physical quantity that enables measuring the surface color and gloss. Accordingly it is important to ensure accurate and traceable measurements of such a quantity in order for a comprehensive understanding of surface properties to be fulfilled.Some surfaces show pigmented, metallic, sparkling or pearlescent appearance. These surfaces, called goniochromatic surfaces, have the ability to change their appearance depending on the viewing angle. To characterize them, it is necessary to deliver surface reflectance measurements at several directions and under different illumination conditions. The instrument that enables these measurements is called gonioreflectometer.The experimental setup we have designed consists of two separate detection lines. The first line, called "color line", is used to study the color. It consists of a stationary illumination source that uses a xenon lamp spectrally resolved by a monochromator. The light coming out from the source is focused on the surface under investigation. The reflected light by the surface is collected by using a lens and directed onto a photodiode by a mirror. This detection system can be moved over a wide angular range so as to measure the BRDF.The second line, called "gloss line", is used to measure the gloss of the surface. In order to be very close to the average human observer, high angular resolution is required. In this line the detection part is stationary. It consists of a Charged Coupled Device (CCD) camera of 512 x 512 pixels. The source used to illuminate the surface is an incandescent tungsten lamp. Angular measurements in this line are provided by the movement of the illumination source itself. Both color and gloss lines share a robot sample-holder that provides six degrees of freedom. This of course facilitates measurements over varies detection and illumination directions of the sample.Key words: Color, Gloss, BRDF, Goniochromatisme, Specular pic

Les chercheurs ont établi une forte corrélation entre les étés chauds et la fréquence ainsi que l'intensité desincendies de forêt. Le réchauffement climatique dû aux gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carboneaugmente la température dans certaines parties du monde. Or, les incendies libèrent des quantitésimportantes de gaz à effet de serre, engendrant une augmentation de la température moyenne sur terreinduisant à son tour une augmentation des incendies de forêt... Les incendies détruisent des millionsd'hectares de zones forestières, des écosystèmes abritant de nombreuses espèces et ont un cout importantpour nos sociétés. La prévention et les moyens de maîtrise des incendies doivent être une priorité pour arrêtercette spirale infernale.Dans ce cadre, la détection de la fumée est très importante, car elle est le premier indice d'un début d'incendie.Le feu et surtout la fumée sont des objets difficiles à détecter dans les images visibles en raison de leurcomplexité en termes de forme, de couleur et de texture. Cependant, l'apprentissage profond couplé à lasurveillance vidéo peut atteindre cet objectif. L'architecture des réseaux de neurones convolutifs (CNN) estcapable de détecter avec une très bonne précision la fumée et le feu dans les images RVB. De plus, cesstructures peuvent segmenter la fumée ainsi que le feu en temps réel. La richesse de la base de donnéesd'apprentissage des réseaux profonds est un élément très important permettant une bonne généralisation.Ce manuscrit présente différentes architectures profondes basées sur des réseaux convolutifs permettant dedétecter et localiser la fumée et le feu dans les images vidéo dans le domaine du visible
Researchers have found a strong correlation between hot summers and the frequency and intensity of forestfires. Global warming due to greenhouse gases such as carbon dioxide is increasing the temperature in someparts of the world. Fires release large amounts of greenhouse gases, causing an increase in the earth'saverage temperature, which in turn causes an increase in forest fires... Fires destroy millions of hectares offorest areas, ecosystems sheltering numerous species and have a significant cost for our societies. Theprevention and control of fires must be a priority to stop this infernal spiral.In this context, smoke detection is very important because it is the first clue of an incipient fire. Fire andespecially smoke are difficult objects to detect in visible images due to their complexity in terms of shape, colorand texture. However, deep learning coupled with video surveillance can achieve this goal. Convolutionalneural network (CNN) architecture is able to detect smoke and fire in RGB images with very good accuracy.Moreover, these structures can segment smoke as well as fire in real time. The richness of the deep networklearning database is a very important element allowing a good generalization.This manuscript presents different deep architectures based on convolutional networks to detect and localizesmoke and fire in video images in the visible domain

La détection et l'identification de bactéries pathogènes revêt une grande importance dans de nombreux domaines tels que la santé et l'industrie agroalimentaire. Dans ce contexte, les travaux de thèse s'intéressent à détection non invasive de Salmonella via la fraction volatile de son métabolome dont les métabolites volatils caractéristiques sont le sulfure d'hydrogène et la cadavérine. Ils illustrent également le concept de substrats osmogènes libérant des mCOV exogènes sous l'action d'enzyme spécifique d'Escherichia coli. Un premier capteur colorimétrique capable de distinguer le sulfure d'hydrogène du méthanethiol a été préparé. Il s'agit d'une matrice de silicate nanoporeuse dopée avec les réactifs N,N-diméthyl-p-phénylènediamine et ions Fe3+. Une bonne stabilité de l'intermédiaire réactionnel issu de ces réactifs, la quinonediimine (QD), est obtenue pour une forte concentration d'acide chlorhydrique. La réaction entre QD et 1000 ppm de sulfure d'hydrogène et de méthanethiol entraîne l'apparition respective d'une coloration verte et rouge-marron du capteur. Le capteur fluorimétrique de cadavérine, basé sur la formation d'un complexe fluorescent entre le Naphthol AS-BI déméthylé (ArOH) et la cadavérine, permet de détecter 250 ppb de cadavérine. La preuve de concept de substrats osmogènes a été illustrée avec la détection de p-nitrophénol (pNP) et de β-naphthylamine (β-NA) libérés en présence d'enzymes de E. coli, β-D-glucuronidase et L-alanine- β-naphthylamidase. Les capteurs nanoporeux produits, de taille de pores contrôlée, peuvent détecter 100 ppm de pNP, composé coloré (jaune) et 100 ppm de β-NA, composé fluorescent, ou encore 100 ppm de β-NA par dérivation chimique de ce dernier avec le diméthyl-p-aminocinnamaldéhyde (formation d'un produit rouge). En milieu biologique, l'eau est un interférent majeur.

La détection sensible et sélective des métaux lourds, en particulier les métaux detransition, est d’une grande importance pour la santé publique ainsi que pour la surveillancede l’environnement. Les méthodes actuelles de référence, de par leur non portabilité, limitentla possibilité de disposer de mesures à haute résolution spatiale et temporelle. Lesmicrocapteurs optiques offrent un moyen attrayant et pratique pour surmonter ces limitationsde coût global et de temps d’analyse, en permettant la mesure en temps réel sur site.Pour démontrer ce potentiel, ces travaux de thèse sont orientés sur la détermination duchrome hexavalent Cr(VI) en solution à l’aide d’une réaction colorimétrique avec le 1,5-diphénylcarbazide (DPC), permettant de créer un complexe présentant un maximumd’absorption dans le domaine du visible. Ces travaux s’inscrivent dans la volonté dedévelopper un véritable laboratoire sur puce, intégrant la fonction fluidique parélectromouillage sur diélectrique pour créer la réaction colorimétrique, ainsi que la fonctionde mesure par intégration d’un capteur optique dédié à la mesure d’absorption dans desmicrovolumes (< μL). Pour la mesure d'absorption sur de si faibles volumes, l'utilisation demicrorésonateurs vise à augmenter de façon importante le chemin optique effectif et ainsi lasensibilité du capteur.Nous décrivons nos travaux sur la conception, la fabrication de la plateformemicrofluidique digitale ainsi que du résonateur optique en anneaux à des dimensionssubmicroniques par photolithographie par projection. Les matériaux polymères sontprivilégiés pour une intégration totale bas coût à terme, ainsi qu’un substrat verre, dont lespropriétés sont particulièrement adaptées aux applications optiques dans le domaine duvisible
The selective and sensitive detection of heavy metals, such as transition metals, is ofparamount importance for health and safety an environmental monitoring. Current referencemethods, due to their lack of portability, are limiting factors to obtain high-resolution spatialand temporal data. Optical sensors offer an attractive and convenient way to overcome theselimitations of cost and time per analysis by offering real time, on-site measurementcapabilities.In order to demonstrate this potential, this thesis is focused on the detection and quantificationof hexavalent chromium Cr(VI) in water samples by a colorimetric reaction based on areaction with the 1,5-diphenylcarbazide (DPC), that produces a complex possessing anabsorption maximum in the visible range. This works endorse the goal of creating a true labon-chip, integrating both the fluidic function based on ElectroWetting on Dielectric (EWOD)to create the colorimetric reaction, and the sensing function based on the integration of anoptical sensor able to measure absorption variations in micro-volumes (< μL). In order toobtain sufficient sensitivity on such small volumes, optical microring resonators are used inthis work, due to their ability to enhance the effective optical path length by constructiveinterferences.This thesis describes the conception and fabrication of the EWOD microfluidic platform, aswell as the conception, simulation and fabrication of submicronic microring resonators usingstepper lithography. Polymer materials and glass substrates are selected, due to their greatoptical properties in the visible range, their compatibility with the EWOD platform, and theirintegrability at a reasonable cost