# Une sonde optique à faible coût pour la surveillance de la matière organique dissoute dans les écosystèmes aquatiques

Marie-Noëlle Pons, David Brunello, Donovan Weingaertner, Blandine Caquet, Anne Poszwa

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Marie-Noëlle Pons, David Brunello, Donovan Weingaertner, Blandine Caquet, Anne Poszwa. Une sonde optique à faible coût pour la surveillance de la matière organique dissoute dans les écosystèmes aquatiques. Journées thématiques du GF-IHSS 2025, Oct 2025, Porquerolles (Hyères), France. hal-05342455

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Submitted on 2 Nov 2025

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# Une sonde optique à faible coût pour la surveillance de la matière organique dissoute dans les écosystèmes aquatiques

Marie-Noëlle Pons¹,², David Brunello¹, Donovan Weingaertner¹, Blandine Caquet³,
Anne Poszwa⁴,²

¹ Université de Lorraine, CNRS, LRGP, 54000, Nancy, France

² LTSER Zone Atelier du Bassin de la Moselle, Université de Lorraine, 54000, Nancy, France

³ Vigie de l'Eau, Galerie thermale, 88800, Vittel, France

⁴ Université de Lorraine, CNRS, LIEC, Vandœuvre-lès-Nancy, France

La matière organique dissoute (MOD) est un mélange complexe et hétérogène de substances carbonées provenant soit des processus naturels de décomposition et de transformation des résidus organiques (plantes, animaux, micro-organismes), soit des excrétions des organismes vivants (humains, animaux), notamment via les eaux usées municipales mal traitées. La MOD ne peut pas être définie par des composés chimiques spécifiques et est considérée comme un assemblage supramoléculaire de petites molécules telles que des sucres, des tanins, des protéines, des lipides, etc. Les méthodes optiques telles que la spectroscopie UV-visible et la spectroscopie de fluorescence sont couramment utilisées pour étudier les propriétés moléculaires et structurelles de la MOD en laboratoire.

Notre objectif dans le cadre du projet TERRA FORMA (https://terra-forma-web.osug.fr/) a été d'aller plus loin en développant une sonde peu coûteuse qui combine l'absorption de la lumière UV-Visible et les mesures de fluorescence pour l'analyse des DOM, en se concentrant sur les caractéristiques de type protéique (un marqueur potentiel de la contamination fécale) et de type humique.

Le développement a été optimisé en termes de sélection des LED et des photodiodes (gamme de longueurs d'onde et puissance), du régime d'impulsion lumineuse et de la sensibilité via un module de test. Le dispositif optique est piloté par un Arduino Nano. La sonde finale est équipée de fenêtres en quartz. Elle peut être utilisée en mode autonome (pour un déploiement à long terme) ou en mode nomade (connectée à un boîtier équipé de sondes de pH, de conductivité et de température). Les systèmes (module de test et sonde) sont étalonnés avec des solutions de tryptophane et de sulfate de quinine. Des échantillons (eaux de surface impactées par des sources naturelles et anthropogéniques de MOD, effluents de stations d'épuration et de zones humides artificielles, etc.) ont été collectés dans le cadre de divers projets de recherche ainsi que par des citoyens dans le cadre du projet O'CitEaux (https://ociteaux.fr/) et ont été testés. Les réponses sont comparées aux données fournies sur les mêmes échantillons par des appareils de laboratoire (Figure 1).

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Figure 1 : Exemple de comparaison de l'absorbance et de la fluorescence due aux substances humiques mesurée par la système optique TERRA FORMA et les appareils de laboratoire pour des échantillons de ruisseaux de tête de bassin dans les Vosges</figcaption></figure>