Projet de recherche


Nom du projet : Vers le nez électronique intégré :
Réalisation des microcapteurs et multicapteurs et analyse du signal et du spectre de bruit

Cadre :
ACI "Energie, Conception Durable"
Adresse : IM2NP • UMR CNRS 6137 • Campus de Saint Jérôme • F-13397 Marseille Cedex 20 (France)
Financement : CNRS, FNS, INRS
Durée du projet : 2005-2007

Présentation :

Les multicapteurs et nez électroniques, permettant de détecter et de reconnaître les gaz, les odeurs, font l’objet de nombreuses recherches et trouvent de multiples applications dans l’industrie : environnement, agroalimentaire, médecine… La nécessaire généralisation de leur emploi (grand public, militaire, sécurité) passe par la réalisation de dispositifs légers, autonomes et peu coûteux. Nous proposons de développer et valider les modèles, les étapes technologiques et les logiciels permettant de réaliser un nez électronique miniaturisé (faible consommation, bas coût). Deux voies seront explorées et comparées, mais elles pourront aussi être utilisées de façon complémentaire :
1.       Réalisation d’un multicapteur intégré sur silicium comprenant plusieurs microcapteurs à base d’oxydes semiconducteurs (SnO2, WO3, CeO2), associés à un mode de fonctionnement et un traitement du signal approprié ;
2.       Réalisation d’un microcapteur associé à des mesures de bruit du dispositif.
Les algorithmes d’extraction des caractéristiques et de reconnaissance de forme à partir des signaux fournis seront développés afin d’obtenir des informations sur la nature et la concentration des espèces détectés.


Partenaires :

Partenaire 1 - Coordinateur et responsable scientifique du projet
Khalifa AGUIR, IM2NP Equipe Microcapteurs
IM2NP - UMR CNRS 6137 • Campus de Saint Jérôme • F-13397 Marseille Cedex 20 (France) 
Tel : +33 (0)4 91 28 89 72 • Fax : +33 (0)4 91 28 87 75
Mail : khalifa.aguir@IM2NP.fr


Partenaire 2
LAAS – CNRS Toulouse
contact : Philippe MENINI, Groupe M2D : Microdispositifs et Microsystèmes de détection
LAAS CNRS • 7 avenue du Colonel Roche • 31077 Toulouse Cedex 4 • France 
Tel : +33 (0)5 61 33 62 00• Fax : +33 (0)5 61 55 35 77
Mail : menini@laas.fr


Partenaire 3
LPMG ENS Mines Saint Etienne
contact : Christophe PIJOLAT, Département MICC : Microsystèmes, Instrumentation et Capteurs Chimiques
LPMG - URA CNRS 2021 - Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne • Centre SPIN, 158 cours Fauriel, 42023 Saint-Etienne cedex 02 • France 
Tél.: 33 (0)4 77 42 01 23
Mail : cpijholat@emse.fr



Description du programme de travail :

L'originalité de ces études se trouve dans la mise en commun d'outils et de compétences pour :
-          Réaliser des multicapteurs de gaz avec les trois matériaux choisis (WO3, SnO2 et CeO2), bien maîtrisés par les trois partenaires, et qui comptent parmi les principaux oxydes semiconducteurs utilisés actuellement dans les capteurs et microcapteurs de gaz.
-          Comparer leurs propriétés de détection et améliorer les modèles de conduction en présence de gaz tels que CO, NOX, O3, CXHY par exemple
-          Faire des choix technologiques sur les microstructures : matériaux et architecture du capteur, puis du multicapteur, épaisseur et accrochage des couches sensibles.
-          Développer la spectroscopie de bruit appliquée aux microcapteurs résistifs comme nouvelle méthodologie permettant d’augmenter la sélectivité : modèles de la densité spectrale de bruit, dispositif de mesure de bruit.
-          Rechercher des conditions de fonctionnement à plus basse température, avec des cycles de chauffage courts pour nettoyer les surfaces des espèces adsorbées et réactiver les dispositifs.
-          Traiter les signaux et développer des algorithmes de reconnaissance de forme, aboutissant à la reconnaissance moléculaire.
Réaliser des démonstrateurs basés sur les deux voies explorées.