Aller au contenu principal

Soutenance de thèse - 28/03/22 - Fabien Le Pennec - Développement de microcapteurs pour la détection du Dioxyde de Carbone (CO2) : Suivi de la qualité de l’air

Salle des actes, Faculté des Sciences de St Jérôme
-

Annonce de soutenance de thèse

 

Monsieur Fabien LE PENNEC

(ED n°353 : Sciences pour l’ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique) 

 

Soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés :

Développement de microcapteurs pour la détection du Dioxyde de Carbone (CO2) : Suivi de la qualité de l’air

 

Dirigés par M. Marc BENDAHAN et Mme Sandrine BERNARDINI

(Département DETECT, Équipe MCI)

 

 

Le lundi 28 mars 2022 à 10h00, salle des actes, Faculté des Sciences de St Jérôme

 

En présentiel

 

Résumé

L’OMS estime à environ 3,8 millions, le nombre de décès par an provoqué par la pollution intérieure. De ce fait, le suivi de la qualité de l’air intérieur est un des sujets de préoccupations de la santé publique. Le renouvellement de l’air se présente comme une solution simple et efficace face à ce danger. La mesure du niveau du dioxyde de carbone (CO2) est un bon indicateur du confinement de l’air. Son évaluation éviterait l’accumulation de particules polluantes. Les micro-capteurs de type « chemiresistor » présentent de nombreux avantages, tels que leur forte sensibilité, leur miniaturisation, leur faible coût. Le phénomène de détection s’établit sur la variation de la résistance électrique de l’élément sensible en réponse à un taux d’adsorption du gaz. Mes travaux de recherches se sont concentrés sur l’étude de la couche sensible. Deux matériaux ont été sélectionnés : le titanate de baryum (BaTiO3) et le dioxycarbonate de lanthane (La2O2CO3). La première étape de mes travaux a concerné l’élaboration de la couche sensible. Nous avons utilisé la méthode de dépôt par screen printing, technique simple, rapide et peu couteuse. Dans un deuxième temps nous avons étudié l’effet de la morphologie sur la sensibilité du matériau. Différentes techniques de caractérisations physico-chimiques ont ainsi été utilisées (DRX, MEB et FTIR). De ce fait, la structure cristalline et la morphologie ont pu être déterminées ainsi que l’identification des substances chimiques présentes dans nos matériaux. Lors de l’évaluation des performances de nos capteurs, nous avons étudié l’effet de la température de fonctionnement et l’influence de l’humidité sur la réponse. Nos résultats ont montré que les capteurs réalisés à base de La2O2CO3 présentent les meilleures performances, avec une très forte sensibilité (Rgaz/Rair = 6,7 ; @400 ppm (CO2), 290°C & 50% H.R.) et un très bon taux de répétabilité (Cv = 2,65 % ; @400 ppm (CO2), 290°C & 50% H.R.). La réduction de la porosité (effet de broyage) nous a permis d’avoir une résistance électrique suffisamment basse pour être mesurable. De plus, nos résultats montrent que la présence d’humidité et la morphologie induite ont une forte influence sur la détection du CO2.

 

Mots clés : dépôts de films sensibles, détection de CO2, microcapteurs de gaz suivi de la qualité de l'air, caractérisations électriques, caractérisations physico-chimiques

 

Composition du jury :

Rapporteur : Benoit PIRO, PR, Université de Paris, France
Rapporteur : Lionel PRESMANES, DR CNRS, Université de Toulouse, France   
Examinatrice : Hamida HALLIL ABBAS, MCF, Université de Bordeaux, France
Examinatrice : Marie-Vanessa COULET, CR CNRS, Aix-Marseille Université, France
Directeur de thèse : Marc BENDAHAN, PR, Aix-Marseille université, France
Co-directrice de thèse : Sandrine BERNARDINI, MCF, Aix-Marseille université, France

 

Détection du CO2 avec un microcapteur à base de La2O2CO3 :