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Luc ETCHEVERRY Assistant Ingénieur CNRS Laboratoire de Génie Chimique Partage d’expérience Collaboration Michel CASTEL IE CNRS Université de Montpellier 2 Luc Etcheverry partage d'expérience réseau 2005 Déroulement de l’exposé 1. Présentation du LGC 2. Mon activité au laboratoire 3. La cellule électrochimique 4. Qu’est ce qu’un potentiostat/galvanostat ? 5. Pour qu’elle application ? Luc Etcheverry partage d'expérience réseau 2005 Laboratoire de Génie Chimique UMR 5503 Directeur Joël Bertrand CNRS SPI / section 10: Génie des Procédés 116 Permanents, 84 Doctorants et Post-Doctorants • Le laboratoire est constitué de cinq départements scientifiques: • RMS Réaction, Mélange, Séparation • GIMD Génie des Interfaces et des Milieux Divisés • BIOSYM Bioprocédés et Systèmes Microbiens • PSE Process System Engineering • PE Procédés électrochimiques Luc Etcheverry partage d'expérience réseau 2005 Mon activité au laboratoire Deux parties : 1 - mesure physique: -Biofilms, PAC, Bio-corrosion (électrochimie) -Microscopie (fond clair, épifluorescence) -Salle d’analyse du département (chromatographe, spectro-uv..) 2 - Électronique: -Acquisition de données (Labview) -Conception et réalisation de prototypes dédiés aux activités du département Biosym Luc Etcheverry partage d'expérience réseau 2005 Cellule électrochimique: montage à trois électrodes Potentiel E Electrode indicatrice REF I Electrode de Travail I Solution Luc Etcheverry partage d'expérience réseau 2005 Electrode auxiliaire CE Modèle équivalent L’interface électrode/électrolyte a comme modèle équivalent un circuit électrique. Ce qui permet de caractériser l’interface métal/solution avec les mêmes techniques que l’analyse des circuits. CE R Ru Cd WE RE Rf L’instrument qui pilote la cellule électrochimique est le potentiostat. Luc Etcheverry partage d'expérience réseau 2005 Le potentiostat ? Définition: Un potentiostat est un appareil dont le rôle est d'imposer une différence de potentiel constante entre l’électrode de Travail (WE) et l’électrode de référence (RE) tout en fournissant la puissance nécessaire à la cellule. Il mesure le courant traversant CE et WE I CE RE V " CE " Vréf " imposée" WE (Quelles que soient les propriétés électriques de la cellule.) Luc Etcheverry partage d'expérience réseau 2005 Qu’est ce qu’un galvanostat ? Définition: il impose un courant I entre l’électrode CE et l’électrodee WE et mesure le potentiel E entre l’ électrode de REF et WE. Luc Etcheverry partage d'expérience réseau 2005 Qu’est ce qu’un potentiostat ? A1 boucle de réaction négative CE, la solution, REF, A2 et R2 A3 Met WE à la masse virtuelle Conversion I/V Luc Etcheverry LGC partage d'expérience réseau 2005 4. Block diagramme : partie analogique Ei Ampli op suiveur R P R G Ampli op potentiostatic+ Ampli op Puissance GP Ecor mesuré Ampli op ER suiveur G Relais/résistance choix calibres -IR Conversion courant tension Luc Etcheverry partage d'expérience réseau 2005 P CE WE 3. Block diagramme: Partie numérique P0 réseaux résistances commandes µc Driver Rx Tx P1 DAC Ei ADC Ecor -IR Luc Etcheverry partage d'expérience réseau 2005 Spécificités des Amplificateurs opérationnels Ampli op potentiostatic Ampli op Puissance Ampli op suiveur Haute impédance d’entrée Gain en boucle ouverte élevé Réjection mode commun élevé High current high voltage Alimentation séparée Protégé contre les cct des électrodes Haute impédance d’entrée Ampli faible Bruit buffer Luc Etcheverry partage d'expérience réseau 2005 Expérimentation WE REF CE Luc Etcheverry partage d'expérience réseau 2005 Voltamétrie cyclique Voltammétrie cyclique terreau, 10mV/s 15 10 I (mA) 5 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 -5 -10 -15 E (V/ECS) Luc Etcheverry partage d'expérience réseau 2005 0.7 0.8 0.9 1 Biofilms Microscopie en épifluorescence Luc Etcheverry partage d'expérience réseau 2005 Je vous remercie pour votre attention! Luc Etcheverry partage d'expérience réseau 2005
