Diversité des techniques et des applications de l'analyse - enjeux et innovations

JOURNÉE « ANALYSES » DU MASTER ACEABI LE 23/09/2016

L’ANALYSE DANS LA DIVERSITÉ DE SES TECHNIQUES ET SES APPLICATIONS PROGRÈS ET ENJEUX

M. Yvon GervaiseExpert de justiceDirecteur SGS Multilab Rouen

2© Yvon Gervaise, SGS MULTILAB ROUEN Journée “Analyses” du Master ACEABI le 23/09/2016

LA DIVERSITÉ DES TECHNIQUES ANALYTIQUES ET DES APPLICATIONS

Techniques du vivant

Techniques séparatives

Techniques spectrales


ORIGINE DE LA DIVERSITÉ DES TECHNIQUES ANALYTIQUES ET DES APPLICATIONS

Grandeurs mesurées· Caractéristiques du produit· Propriétés du produit

Interactions environnement / santé· Substances indésirables· Comportement

Qualitatives / quantitatives :· Substances actives, fonctionnelles

Comportement dans l’écosystème au cours du cycle de vie· Écotoxicité · Dispersion dans l’air/eau/sol

1) QUEL TYPE D’INFORMATIONS OBTENUES POUR LE COMMETTANT?

2) Interaction: Industrie Environnement Consommation Santé

Diversité des techniques et des applications


ORIGINE DE LA DIVERSITÉ DES TECHNIQUES ANALYTIQUES ET DES APPLICATIONS

Information et exigence du consommateur

Conformité :. Réglementaire. REACh

Prise en compte globale ACV, GES, GHS

Relation Produit/santé/environnementExemple perturbateur endocrinien

Surveillance matière première, impact réglementaire REACh

Tendance chimie verteActifs végétaux

Tendance environnementale

écolabel

Valeur d’usage

Additifs

InnovationRecherche

Exigence particulière

nouveau règlement cosmétique/ pesticides

Sécurité des ingrédients

Valorisation du produit et sous-produit - filière

Votre produitVotre

matière première

Cahier des charges client

Produit

Procédé


La performance appliquée à l’analyse en GC/MS/MS & LC/MSMS :

Problématiques :

Développement de méthodes multi-résidus· (Pesticides, Antibiotiques, Mycotoxines, Vitamines Organophosphorés, ….)

Forte sélectivité de l’analyseur pour compenser une préparation d’échantillon non sélective

Forte sensibilité pour injecter la quantité de matrice la plus faible possible

Optimisation du temps pré/in & post analytique

Problématique

GénéraleLMR

nombre de molécules

LaboratoireCoût

Qualité

Temps d’analyse

DIVERSITÉ DES TECHNIQUES D’ANALYSES & ÉVOLUTIONQUELLES SONT LES EXIGENCES ?


Convergence – robotisation technique de préparation extraction/purification. ex. pesticides

Système intelligent · Type @ChemicalManager @Residue Manager

Instrumentation nouvelle génération· Technique de couplage GC/MS/MS, HPLC/MS/MS,

MS/Q-TOF

DIVERSITÉ DES TECHNIQUES D’ANALYSES L’ANALYSE MULTI-PARAMÉTRIQUE


Méthode d’analyse de résidus de pesticides pour les matrices non grasses en chromatographie en phase gazeuse, la NF EN 12393 :· Pour les matrices riches en eaux (cas des fruits et légumes) :

– Extraction Liquide/liquide en ampoule

· Pour les matrices peu riches en eau (cas des céréales, blé, orge…) :

– Extraction Solide/Liquide en flacon

Inconvénients : Temps de préparation, volume important de solvant organique, coût de consommables, plusieurs préparations différentes selon les matrices…

DIVERSITÉ DES TECHNIQUES D’ANALYSES L’ANALYSE MULTI-PARAMÉTRIQUE


DIVERSITÉ DES TECHNIQUES D’ANALYSES ÉVOLUTION DES MÉTHODES DE PRÉPARATION

Méthode QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe)

Avantage : une seule préparation pour plusieurs matrices (céréales, fruits, légumes…).

Extraction solide-liquide

Echantillon + solvant organique + sels

tampons Agitation

Centrifugation et récupération du surnageant Purification SPE dispersive

Mise en contact du surnageant avec les sels de purification

Agitation Centrifugation etrécupération du

surnageant purifié


Analyse de 200 pesticides dans les céréales

DIVERSITÉ DES TECHNIQUES D’ANALYSES & ÉVOLUTIONSCREENING DES PESTICIDES

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http://chsites01.sgs.net/sites/Imagebank/test%20folder/CTS_Food_Gemuese.gif


GC/MS-MSSource Electronic ImpactTriple QuadripoleGC/ECD

GC/FPD

GC/TSD

Une seule injection pour plus de 150 molécules en 30 minutes

Plusieurs injections par famille de dizaine de pesticides OC, OP, PYR, PCB…

DETECTIONS SPECIFIQUES

DETECTION parSPECTOMETRIE de MASSE MS-MS

DIVERSITÉ DES TECHNIQUES D’ANALYSES & ÉVOLUTIONSCREENING DES PESTICIDES

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Analyse du Bisphénol dans les plastiques

Monomère de polycondensation (industrie du polymères)

Perturbateur endocrinien : interagit avec le système hormonal du corps humain

Bisphénol A

Bisphénol F

Bisphénol A Diglycidyl Ether 2H2O

Bisphénol A

Bisphénol A Diglycidyl Ether H2O

Bisphénol A Diglycidyl Ether HCl H2O

Bisphénol F Diglycidyl Ether

Bisphénol A Diglycidyl Ether

Bisphénol A Diglycidyl Ether HCl

Bisphénol A Diglycidyl Ether 2 HCl

Novolac glycidyl ether

1 préparation2 injections (nature chimique) :- BPA + BPF- BADGE + BFDGE et

dérivés

DIVERSITÉ DES TECHNIQUES D’ANALYSES & ÉVOLUTIONDÉVELOPPEMENT MULTIPARAMÉTRIQUE (HPLC/MS/MS)

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SPECTROMÉTRIE ATOMIQUE : DIVERSITÉ DES TECHNIQUES UNE ÉVOLUTION CONSTANTE DU PARC ANALYTIQUE


LA FLUORESCENCE X

SPECTROMÉTRIE ATOMIQUE : DIVERSITÉ DES TECHNIQUES UNE ÉVOLUTION CONSTANTE DU PARC ANALYTIQUE


UNE TECHNIQUE NON DESTRUCTIVE: LA FLUORESCENCE X Dernières innovations en analyses qualitatives et quantitatives multiéléments


DE L’INFINIMENT PETIT À L’INFINIMENT GRAND : UN VASTE CHAMP D’APPLICATION DE LA SPECTROMÉTRIE ATOMIQUE

QUANTIFICATION MULTI-MÉTAUX LOURDS DANS LES PRODUITS ALIMENTAIRES PAR ICP-MS

LE CONTRÔLE NOUVEAU DES MÉTAUX LOURDS EST ARRIVÉ


DIVERSITÉ DES APPLICATIONS SPECTROMÉTRIE ATOMIQUE

Demande croissante en résultats d’analyses:

Domaine environnemental (polluants dans les eaux, sols, ....)Domaine agro-alimentaire (sécurité alimentaire ...)Domaine produits de consommationDomaine industriel (caractérisation de produits )

nécessite de pouvoir garantir la traçabilité et la fiabilité des résultats fournis


SPECTROMÉTRIE ATOMIQUE LA CONVERGENCE VERS LA TECHNIQUE ICP/MS ET LES NOUVEAUX SYSTÈMES DE TRAITEMENT D’ÉCHANTILLON @MINERALMANAGER

ICP-MS: ANALYSE DE TRACES ET ULTRA- TRACES

• Performance en limite de détection :Possibilité de descendre jusqu’au ng/L

* Performance en temps d’analyses:

Quasi simultané un grand nombre d’éléments en 2 à 5 minutes


RADIOACTIVITÉ

NOUVELLES TECHNIQUES NOUVELLES APPLICATIONS RADIOACTIVITÉ @RADIOMANAGER INNOVATION SYSTÈME INTELLIGENT


SPECTROMÉTRIE GAMMA

Emissions de rayons g

Spectromètres gamma à bas bruit de fond



SGS Multilab possède un spectromètre gamma avec un détecteur germanium ultra pur et une chambre de plomb bas bruit de fond pour la mesure des radionucléides gamma naturels et artificiels ayant une énergie supérieure à 50 KeV :

· Famille naturelle du Thorium 232Actinium 228Bismuth 212Plomb212Thorium 228Thorium 232Thallium 208

· Famille naturelle de l’Uranium 235Uranium 235Protactinium 231


Y 881836 keV

Co 601333 keV

Co 601173 keV

Y 88898 keV

Cs 137662 keV

Sn 113392 keV

Co 57122 keV

I 131365 keV

Am 24160 keV



AUTHENTIFICATION DU CRU D’UN VINDIVERSITÉ DES APPLICATIONS


SPECTROMÉTRIE ALPHA

Activités a et b

Compteur à gaz proportionnel


SPECTROMÉTRIE BETA

Tritium (3H) et Carbone 14

Compteur à scintillation liquide


COMPTEUR PROPORTIONNEL


APPLICATIONS : LE CADRE RÈGLEMENTAIRE DES CONTRÔLES


DIVERSITÉ DES APPLICATIONS CENTRE D’EXPERTISE MONDIAL


DIVERSITÉ DES TECHNIQUES À L’HEURE DE LA ROBOTISATION ET DE L’ALGORITHMIQUE

@Mineral Manager @Chemical Manager @Radio Manager

Ensemble de systèmes développés à SGS Multilab


DIVERSITÉ DES TECHNIQUES À L’HEURE DE LA ROBOTISATION ET DE L’ALGORITHMIQUEMineral Manager


Voici le diagramme de relation entre les processus :Interface de connexion

Interface d’accueil

Archivage Création d’une fiche d’exposition

Interface

Bouton

Archivage rapide Fiche d’exposition BIO Chimie Inorganiques

MajeursInorganiques

Mineurs

Physico chimie ECOTOX ORG étalons

Produits Fournisseurs Administration

Produits Fournisseur

Ajouter un nouveau produit

fournisseur

Détail de la composition du

mélange fournisseur

Informations de suivi quantitatif

Modification d’un produit

fournisseur

Modification de la composition

du mélange fournisseur

Motif d’archivage

Justification du désarchivage

Ajouter une nouvelle solution

Modifier une solution

Gamme modèle – interface principale

Solution

Créer une gamme modèle

Définir la gamme modèle

Gamme modèle avec solution

mère

Gamme modèle sans solution

mère

HCT

ORG réactifs

Utiliser une gamme modèle

Supprimer une gamme modèle

Création d’une gamme modèle :

solution mère

Dilution

Dilution

Utilisation d’une gamme modèle

Ajouter une nouvelle solution

Motif d’archivage

Justification du désarchivage

Administration

Gestion des utilisateurs Localisation Unité Fournisseur

Solvant Modification de DLU Balance Nom de produit

Paramètres généraux des

basesUA Audit Trail

Créer un aliquote

Chromatographie Ionique + CrVI

Mycotoxines

Archivage des produits

sélectionnés

Désarchiver les produits

sélectionnés

Archivage des solutions

sélectionnées

Désarchiver les solutions

sélectionnées

DIVERSITÉ DES TECHNIQUES À L’HEURE DE LA ROBOTISATION ET DE L’ALGORITHMIQUEChemical Manager


Voici le diagramme de relation des bases de données :



Il y a 6 niveaux des accès dans Chemical Manager qui sont « Lecture seule », « Chimiste », « RUA », « RPT », « RUP », « Administrateur » de plus restreint à plus ouvert.

Administrateur

RUP

RPT

RUA

Chimiste

Lecture seule

Interface de connexion à Chemical Manager

A l’ouverture du logiciel, l’utilisateur doit saisir son Log in et son mot de passe pour accèder au logiciel



DIVERSITÉ DES TECHNIQUES À L’HEURE DE LA ROBOTISATION ET DE L’ALGORITHMIQUERadio Manager


De la pureté aux impuretésLa ligne de prestation client CHIMIE offre des

services adaptés à vos besoins.• Détermination des teneurs annoncées par rapport à

la déclaration du producteur, du cahier des charges et/ou des législations

• Vérification de la conformité à la monographie de la Pharmacopée Européenne, Américaine, Française, Japonaise…

• Examen suivant les monographies du règlement européen 231/2012 sur les additifs alimentaires

• Recherche de la conformité aux normes AFNOR

• Caractérisation de produits, détermination de la composition et des propriétés physico-chimiques

• Evaluation et autorisation de nouvelles substances (REACH, études sous BPL, expertises…)

Ligne de prestation Client:

Rachel TREBERT Marie ChristineLEKAKIS

Yves CHENU Cathie DURET

Juliette GOUTEUX

DIVERSITÉ DES APPLICATIONS EN INDUSTRIES CHIMIQUES ET PRODUITS DE CONSOMMATION


Identification de pureté· Données spectrales· Caractérisation des produits par

HPLC/MS/MS, GC/MS/MS· Identification des impuretés· Identification de substances

selon REACH RIP 3.10

Dosage des substances actives· Agrochimie· Engrais· Biocides· Additifs· Détergents· Polymères· Substances actives naturelles· Cosmétique

Propriétés physico-chimiques selon REACH· Détergents· Biocides· DEEE· Substances dangereuses –

RoHS· Formulations chimiques

Évaluation du risque chimique· Recherche des substances

classées CMR· Recherche des composés

allergènes (7ème amendement de la directive cosmétique)

· DEEE – RoHS

Études BPL Conformité

règlementaire produit

SGS MULTILAB ROUEN & LA CHIMIE – INDUSTRIE & BIENS DE CONSOMMATION NON ALIMENTAIRES


DIVERSITÉ DES APPLICATIONS EN AGRICULTURE ET AGRO-ALIMENTAIRE

Bilan provisoire production nationale 2013 (source : FranceAgriMer en millions de tonnes)

Import /Export Israël - Inde - Pakistan - Chine - Tunisie

Egypte - Maroc (Blé – Maïs - Orge)

Pérou (Huile de Poisson)Nigéria (graines de sésame)

Sénégal - Brésil (Huile d’Arachide, Tourteaux) Mexique (Farine & Huile de Poisson)

Réunion (Sucre)

Blé tendre, blé durOrgeColzaMaïsSoja

SeigleSorgho

TournesolCafé

CacaoSucreRiz

Huiles végétalesTourteaux oléagineux

…

Alimentation AnimaleTourteauxEnsilage

Aliments completsValorisation des déchets organiques de l’industrie

agro alimentaire

Industries de première transformation Amidon

BiocarburantsFarine

Colle à papiers peintsSacs biodégradables

Malt…

Des analyses indispensables tout au long de la chaîne :

certificats import/export selon référentiels du pays de

déchargement.vérification de l’innocuité

de la marchandise (pesticides, OGM, métaux lourds, mycotoxines…)

certification de la valeur marchande (protéine, humidité, taux

d’impuretés…)évaluation de la valeur technologique (force boulangère, taux d’amidon, de

gluten, l’hydratation …)

Blé tendre 36Maïs 15Orge 11Colza 5,5

Blé dur 2,4Tournesol 1,6

DIVERSITÉ D’APPLICATIONS DE L’ANALYSE : LE SECTEUR DE L’AGRO-ALIMENTAIRE

AUTHENTIFICATION ET SÉCURITÉ DES PRODUITS.NOUVELLES PRÉOCCUPATIONS ET NOUVELLES APPROCHES

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DIVERSITÉ DES APPLICATIONS DE L’ANALYSE PRODUITS DE CONSOMMATION AGRO-ALIMENTAIRE

Analyses nutritionnelles & Étiquetage· Protéines, Lipides,

Glucides· Minéraux· Vitamines· Composés naturels

Allégations santé· Acides gras mono & poly

insaturés· Omega 3, Omega 6· Polyphénols· Phytostérols· Fructo-oligo-saccharides

Sécurité Alimentaire· Résidus de pesticides· Mycotoxines· Métaux lourds· Allergènes· Radioactivité· Résidus d’antibiotiques· Résidus médicamenteux· Contaminants chimiques

Ingrédients & Additifs· Colorants (E1…)· Édulcorants· Conservateurs· Acidifiants


prise en compte : du cycle de vie des produits chimiques de la complexité des matrices de la diversité des substances ( synergie, antagonisme) des différentes espèces des écosystèmes de la disponibilité des polluants pour ces espèces de l’accumulation au cours de la chaîne alimentaire du caractère chronique ou accidentel de la pollution des métabolites de dégradation

DIVERSITÉ DES APPLICATIONS DE L’ANALYSE ZOOM SUR L’ECOTOXICOLOGIE


Autosurveillance & suivi de

pollution· Eau· Sol· Air à l’émission & hygiène industrielle· Déchets – mise en décharge· Suivi radioécologique, radioactivité· Matières vivantes – Contamination :

poissons, végétaux… Contrôles réglementaires

(DRIRE, Agence de l’Eau & Ministère du Travail)· Eaux résiduaires· Air à l’émission· Air exposition

Prélèvements· Eaux résiduaires· Eaux souterraines· Sol· Air à l’émission & hygiène

industrielle· Déchets

Écotoxicologie· Toxicité aquatique· Biodégradabilité· Effet sur les organismes

terrestres· Identification de la

dégradation des produits· Impact sur l’environnement

DIVERSITÉ DES APPLICATIONS DE L’ANALYSE ZOOM SUR L’ENVIRONNEMENT


Exportation de denrées alimentaires· Analyses des produits

alimentaires destinés à l’exportation

· Matrices alimentaires liquides ou solides

Surveillance des effluents hospitaliers· Les services de médecine

nucléaire doivent faire surveiller leurs eaux usées (Arrêté du 23 juillet 2008)

Détermination de l’origine bio-sourcée· Détermination du pourcentage

origine bio-sourcée vs origine fossile par la mesure du C14

· Toutes matrices (liquide, solide, gaz,…)

Surveillance d’éco-systèmes· Études sur les éco-

systèmes (faune, flore minéraux)

· Suivi environnemental Mesures sur sites nucléaires

· Mesures de radioactivité pour la réhabilitation d’anciens sites nucléaires

Mise en décharge· Mesures de radioactivité

sur les déchets

DIVERSITÉ DES APPLICATIONS DE L’ANALYSE RADIOACTIVITÉ & RADIOÉCOLOGIE


Politique européenne liée à la commercialisation et à l’utilisation de substances chimiques: « assurer un niveau élevé de protection de l’environnement et notamment du milieu aquatique »

Règlement REACH, CLP

TGD (évaluation des risques environnementaux)

DIVERSITÉ DES APPLICATIONS DE L’ANALYSE RÉFÉRENTIEL RÉGLEMENTAIRE REACh

FUKUSHIMA : contrôle des traces radioactives dans la chaîne

alimentaire


DIVERSITÉ DES APPLICATIONS : ANALYSES POUR LES ÉTUDES BPL HOMOGATION NOUVELLES MOLÉCULES

· Consequently GLP recognition reniew as also endorsed by GIPC (Groupe Interministériel des prodiuits chimiques)

· Only one minor non-compliance with GLP principles, following France/UK GLP study - fonction of « sponsor representative », « sponsor monitor » not well defined. – CLOSED

· Current compliance certificate covers : Area 1 : physical-chemical testing Area 4 : environmental toxicity studies on aquatic and terrestrial

organisms. Area 5 : studies on behaviour in water, soil and air ; bioaccumulation Area 6 : residue studies Area 8 : analytical and clinical chemistry testing


· « Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche » delivered agreement for 2013 – 2014 – 2015.

· Financial support of french governement to R&D projects (including GLP studies)

· Procédure d’expertise judiciaire

DIVERSITÉ DES APPLICATIONS : DANS LES PROCESSUS RECHERCHES & EXPERTISES HOMOGATION NOUVELLES MOLÉCULES EXPERTISES JUDICIAIRES


INTERACTIONRELATION

CONNEXION

- Entre disciplines- Multidisciplinaires- Entre clients/institutionnels IRSN, COFRAC

- Interne communautés scientifiques…- Externes clients/institutionnels

- Twitter- Google +- Scoop it- Slideshare

DIVERSITÉ DES APPLICATIONS DE L’ANALYSE LA TRANSITION FULGURANTE


Évolution technique / marché Normes Réglement

· http://twitter.com/expertscience–Information en temps réel (1600 comptes officiels)–Laboratoire SGS Multilab partenaire capable d’assurer

une veille scientifique, technique, réglementaire–Monde connecté, interaction

Veille scientifique, analytique, et produit - procédé

Veille normative Veille réglementaire

-> Nouvel outil : twitter

@expertscience

DIVERSITÉ DES APPLICATIONS DE L’ANALYSE LE CONTEXTE DU NUMÉRIQUE

http://twitter.com/expertscience


SGS MULTILAB, UN LABORATOIRE CONNECTÉ

BIENVENUE DANS L’ESPACE NUMÉRIQUE

DIVERSITÉ DES APPLICATIONS DE L’ANALYSE UNE IDENTITÉ NUMÉRIQUE

https://twitter.com/expertscience/status/483882987285917696


LE CHALLENGE TECHNOLOGIQUE PORTEUR D’AVENIR : LES CLÉS DU FUTUR

…>Toute prévision de l’avenir est un appel à l’action…

Tout change une fois qu’on a écarté le voile de l’ignorance

Même la peur devient un moteur de l’action et de la force créatrice

· “la vie de l’entreprise est une “cathédrale”, il faut la rêver avant de la vivre, la rêver pour la vivre”. J. Attali

PRÉVOIR L’AVENIR DONNE VIE


Une évolution des préoccupations· Contexte incertain – besoin de confiance – crédibilité – compétence· Pari de l’intelligence – stratégie analytique optimisée et pertinente

Une intégration des tendances· Rapprochement des univers en interaction dans l’approche de

l’analyse– Chimique / environnemental / alimentaire / agricole / santé / exposition

Une innovation permanente …· Technique et instrumentale· Numérique, robotique et multidisciplinaire

Une mission· Valorisation et sécurisation de vos produits· Sécurisation / mutation / innovation

Un développement· Multiplicité des champs d’intervention · Des opportunités : recrutements…

DIVERSITÉ DES TECHNIQUES ET DES APPLICATIONS DE L’ANALYSE CONCLUSIONUN DÉFI ET UNE INNOVATION PERMANENTE


Yvon [email protected]

@expertscience : http://twitter.com/expertscience

www.sgsgroup.frDirecteur, SGS Multilab Rouen

65 rue Ettore Bugatti - BP 90014 - 76801 Saint Etienne du Rouvray

t 02 35 07 91 80 f 02 35 07 91 25

« Demain est moins à découvrir qu’à inventer »

Merci de votre attention

Gaston Berger, philosophe

Diversité des techniques et des applications de l'analyse - enjeux et innovations

Science

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