Un nez électronique pour le suivi de la qualité de l'air
Nicolas Morati est un jeune chercheur d’Aix-Marseille Université, en micro et nanoélectronique, au sein de l’IM2NP. Ce laboratoire contribue à une recherche universitaire de haut niveau en microélectronique et nanosciences et essaie d’apporter des réponses aux besoins de l’industrie. Les travaux de recherche sont effectués dans l'équipe spécialisée dans la conception et la réalisation de micro-capteurs pour la santé, le nucléaire et l’environnement. Ces capteurs mesurent 400μm de côté, c’est-à-dire environ 4 fois le diamètre d’un cheveu. Dans ce projet de recherche, Nicolas Morati développe un système, inspiré du nez humain et doté de micro-capteurs, qui sera capable d’identifier et de mesurer les concentrations de différents polluants atmosphériques.
L’enjeu de ses recherches est d’analyser l’air qui nous entoure en détectant différents types de polluants, à partir de dispositifs miniaturisés et peu coûteux s’inspirant du nez humain, que l’on appelle des nez électroniques. En effet, l’air est un gaz constitué essentiellement de molécules de dioxygène, d’azote et de vapeur d’eau, mais il contient aussi de faibles concentrations de gaz polluants comme le monoxyde de carbone, l’ozone....
Lorsqu’une molécule se présente sur la surface d’un des capteurs de mon dispositif, le signal électrique produit par le capteur est modifié. Cette modification du signal représente la signature électrique de la molécule détectée. Cependant, le capteur développé est très sensible mais peu sélectif : lorsque plusieurs types de molécules sont détectés, un seul signal électrique apparaît. Son travail consiste donc à reconnaître les signatures précises des molécules contenues dans le signal électrique « global ».
Pour cela, une base de données qui contient les signatures électriques de molécules seules ou mélangées doit être créée. Cette base de données est enrichie en exposant le capteur à différentes molécules sur un banc de test. Une fois complétée, cette base de données sera utilisée pour alimenter le nez électronique .
Un nez électronique est basé sur le même principe que l’odorat humain. L’air entrant est aspiré vers des capteurs. Leurs réponses électriques sont saisies et transmises à une partie intelligente, un ordinateur, qui doit apprendre à reconnaître les molécules et à les identifier à partir des signaux électriques reçus. Il va donc être soumis à des exercices où il devra reconnaître plusieurs molécules seules ou en mélange. Après cela, il sera testé pour s’assurer qu’il détermine correctement la composition de l’air.
Le nez électronique développé a des chances d’être véritablement utilisé dans le cadre d'une collaboration avec une entreprise qui commercialise des systèmes de suivi de la qualité de l’air.
