Laboratoires Canada adopte la solution du CNRC pour surveiller l'environnement en temps réel

 

- Ottawa, Ontario

Puisque la Terre est couverte aux deux tiers d'eau et qu'une grande partie des réserves d'eau douce de la planète se retrouve au Canada, il est peu surprenant qu'une surveillance continue de la qualité de l'eau revête une telle importance pour la santé de l'environnement. Malheureusement, avec les vastes étendues qui caractérisent notre pays et la faible densité de sa population dans certaines régions rurales, une telle surveillance n'est pas toujours facile. Heureusement, Laboratoires Canada a fait appel au Centre de recherche sur l'énergie, les mines et l'environnement et au Centre de recherche en nanotechnologie du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) pour qu'ils trouvent une autre façon, plus efficace, de veiller sur la qualité de l'eau, et ce, avec le concours d'Environnement et Changement climatique Canada (ECCC) ainsi que de Ressources naturelles Canada (RNCan).

Une nouvelle méthode de surveillance

Connaître la qualité de l'eau en temps réel pourrait s'avérer déterminant dans les efforts déployés pour prévenir ou, du moins, atténuer les répercussions d'un déversement accidentel de produits toxiques, du ruissellement des terres agricoles et d'autres évènements susceptibles de détériorer l'environnement. Plus tôt on aura connaissance d'un problème, mieux on pourra s'y préparer afin de préserver les étendues d'eau.

Les méthodes de surveillance courantes reposent fréquemment sur l'observation et le prélèvement d'échantillons d'eau par l'être humain. Des analyses en laboratoire suivent, ce qui exige parfois plusieurs jours, voire des semaines — une approche peu pratique, laborieuse et onéreuse, surtout quand l'eau doit être échantillonnée dans des coins reculés du pays.

Pour s'attaquer à ces difficultés, le CNRC a mis au point un biocapteur connecté à l'Internet des objets (IdO) qui vérifie de façon continue et autonome la qualité de l'eau. Le dispositif est actionné par une pile à combustible microbienne qui décèle la présence de substances toxiques et de matière organique biodégradable dans l'eau. Grâce à son intégration à l'IdO, ce biocapteur enregistre entièrement seul les données et lance des avertissements en temps réel afin que l'on procède à une surveillance de la manière usuelle et que l'on prélève des échantillons en vue d'une analyse plus poussée, au besoin. En d'autres termes, le biocapteur connecté à l'IdO donnera instantanément accès aux particularités environnementales de l'eau, partout au Canada.

Trois organisations valent mieux qu'une

Le biocapteur marque l'aboutissement d'une équipe de chercheurs du CNRC et d'ailleurs. Au CNRC, le Centre de recherche sur l'énergie, les mines et l'environnement a offert les innovations les plus avant-gardistes en matière de systèmes bioélectrochimiques afin que l'on mette au point un appareil de biodétection en temps réel. De son côté, le Centre de recherche en nanotechnologie a développé le matériel et le logiciel nécessaires pour recueillir les données, les transmettre et s'intégrer à l'IdO.

Hors du CNRC, ce projet de Laboratoires Canada a sollicité l'aide du groupe CanmetMINES de RNCan pour illustrer comment on pourrait se servir de l'appareil pour surveiller la qualité de l'eau dans les exploitations minières. Enfin, l'an prochain, ECCC collaborera aux essais sur le terrain pour voir si le biocapteur connecté à l'IdO peut suivre la qualité de l'eau à distance et détecter les déversements de composés inorganiques et organiques du ruissellement des terres cultivées ou de l'épuration des eaux usées municipales.

Prochaines étapes

Le biocapteur en temps réel inventé par le CNRC a été retenu pour valider la possibilité d'une intégration à l'IdO en raison du besoin urgent d'une télésurveillance synchrone de l'environnement, face à la multiplication des activités industrielles dans le monde, notamment dans les secteurs de l'agriculture et des mines, et aux conséquences désastreuses que peuvent connaître les étendues d'eau, consécutivement à la dispersion de métaux, à l'accumulation de substances nutritives, à la sédimentation ou à la détérioration de l'habitat. Heureusement, cette nouvelle technologie répond au besoin croissant d'un nombre élevé de relevés et d'un échantillonnage manuel très fréquent, prouvant ainsi qu'il est possible de surveiller la qualité de l'eau et de quantifier la demande biologique d'oxygène en temps réel.

Le dispositif permet de suivre de façon continue la qualité de l'eau sans que l'on y ajoute des composés chimiques onéreux et potentiellement toxiques, d'où son utilité pour diverses applications, de la détermination de la qualité (usines d'épuration des eaux usées) ou de la salubrité (sources d'eau potable) de l'eau à la surveillance de l'environnement.

L'intégration du biocapteur à l'IdO accroît les capacités de ce dernier de même que son utilité pour la télésurveillance de la qualité de l'eau. Parallèlement, cette réussite fait progresser le développement de la plateforme de l'IdO, ce qui ouvre la voie à l'intégration future d'autres capteurs du CNRC aux exigences similaires en matière de transmission des données, ce qui enrichira le savoir et augmentera l'expérience pratique générale acquise avec cette technologie.

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