Vous êtes ici : Accueil » Kiosque » Annonce

Identification

Identifiant: 
Mot de passe : 

Mot de passe oublié ?
Détails d'identification oubliés ?

Annonce

12 décembre 2017

Stage M2 : Analyse d’images pour l'identification des minéraux silicatés dans les cendres volantes


Catégorie : Stagiaire


Traitement d'image en microscopie par fluorescence : « Analyse d’images pour l'identification des minéraux silicatés dans les cendres volantes et les particules fines issues de la combustion de résidus de plantes herbacées utilisés pour la production d'énergie »

Contacts :

Université de Haute-Alsace - Laboratoire MIPS - EA2332
61 rue Albert Camus - 68093 Mulhouse Cedex

Alain Dieterlen : alain.dieterlen@uha.fr et +33 (0)389 337 665
Bruno Colicchio : bruno.colicchio@uha.fr et +33(0)398 337 669

 

Ce travail s'inscrit dans la continuité du programme Interreg Rhin Supérieur "BIOCOMBUST" 2013-2015 dans lequel deux laboratoires de l'UHA (le MIPS et le GRE) étaient partenaires. BIOCOMBUST portait essentiellement sur les aspects sanitaires de la production d'énergie à partir de biomasses. Il s'agissait de pouvoir mesurer l'impact épidémiologique de particules très fines émises par la combustion de la biomasse dans des cellules pulmonaires. Les observations par microscopie de fluorescence réalisées par le MIPS avaient mis en évidence la présence de minéraux silicatés appelés "Phytolithes". Ce résidu inorganique est toutefois d'origine biologique, il résulte de la décomposition des plantes et est donc un microfossile végétal. Sa taille ne dépasse pas quelques micromètres, leur forme individuelle ressemble à celle d’une cacahuète. Dans le domaine de la production d'énergie à partir de la combustion de biomasses, on commence à comprendre que leur présence dans les émissions particulaires est potentiellement reliée à des effets toxiques sur le système respiratoire car ces fossiles s'associent à d'autres éléments corrosifs présents dans la biomasse. Par exemple en Chine lorsque les résidus sont brûlés sur les champs causant des émissions significatives de SiO2.

L’objectif de ce stage est de mettre au point une méthode d'analyse d’images pour identifier les phytolithes dans les cendres volantes et les particules fines issues de la combustion de résidus de plantes herbacées utilisés pour la production d'énergie. Les phytolithes ont la particularité d’être fluorescentes. Le grand avantage de ces concrétions est que leur forme est spécifique des espèces végétales dans lesquelles ils se constituent, ce qui permet d'établir une correspondance entre les plantes et leurs phytolithes [1]. Les premières images de phytolithes en microscopie par fluorescence avaient été obtenues lors du projet BIOCOMBUST, les phytolithes se trouvaient en quantité très faible dans les cendres accompagnées de carbone résiduel non brûlé, de carbone organique soluble à l’eau, d’HULIS et d’HAP [2]. Actuellement, leur collecte n’est pas optimisée, la préparation des échantillons pour l’observation en microscopie doit être adaptée et le développement d’outils d’analyse automatique des caractéristiques de leurs formes apportera des informations nouvelles. La collecte des cendres avec les impacteurs devra être optimisée sur la base d'observations au microscope, pour augmenter la concentration de phytolithes accumulés sur les plateaux et faciliter la préparation des échantillons pour leur observation. L'objectif principal du stage est d'automatiser la détection et la caractérisation (morphologie, comptage, répartition) le microscope par épifluorescence au MIPS afin d'observer de grandes quantités d’échantillons. La détection et la description automatique des phytolithes sur ce grand nombre d’échantillons construiront une base de connaissance nouvelle dans ce domaine bien plus commode que l’utilisation d’un microscope électronique.

Le travail du stagiaire sera réparti entre les deux laboratoires GRE et MIPS. Le GRE effectuera des tests de combustion de diverses biomasses (miscanthus, pailles de riz, plaquettes forestières) dans une chaudière polycombustibles afin de collecter les cendres volantes et particules fines. L’identification de la présence de phytolithes sera réalisée par microscopie de fluorescence au laboratoire MIPS associée à un traitement d'image proposé par le stagiaire. Des échanges entre les deux laboratoires sur la base des résultats de l'analyse d'image sont à prévoir.

[1] Thomas Hart, « Phytolithes : Des cailloux végétaux pour révéler le passé », Pour la science, no 474,‎ avril 2017, p. 68-75

[2] “Fluorescence Microscopy Analysis of Particulate Matter from Biomass Burning: Polyaromatic Hydrocarbons as Main Contributors”. Garra P., Maschowski C., Liaud C., Dieterlen A., Trouvé G., Le Calvé S., Jaffrezo J.-L., Leyssens G., Schönnenbeck C., Kohler S., Gieré R. (2015). Aerosol Sci. Technol. 49, 1160–1169. doi:10.1080/02786826.2015.1107181

Contacts

Université de Haute-Alsace - Laboratoire MIPS - EA2332
61 rue Albert Camus - 68093 Mulhouse Cedex

Dans cette rubrique

(c) GdR 720 ISIS - CNRS - 2011-2018.