Vitrine technologique

Avec la multiplication des applications nécessitant la détection de gaz (sécurité, industrie, santé, environnement) le besoin de capteurs versatiles, compacts et sensibles s’est accru.

Les solutions les plus répandues pour opérer ces mesures se basent sur les technologies électrochimiques, l’ionisation de flamme ou la chimiluminescence, les spectroscopies de masse, et les différentes méthodes optiques, dont la photoacoustique. Cette dernière technique consiste à détecter les ondes de pression générées par le processus « absorption/relaxation » ayant lieu dans les molécules de gaz, à la fréquence de la modulation de l’excitation LASER.

Les technologies optiques en général offrent un compromis optimal entre la sensibilité, la sélectivité, la portabilité et le coût. Contrairement aux autres technologies de détection optique, la photoacoustique permet une détection multi-gaz avec un coût réduit. Pour viser différents gaz, il suffit de changer la longueur d’onde de l’émission LASER alors que d’autres technologies optiques nécessitent d’adapter également le bloc de détection ainsi que les éléments optiques. La photoacoustique permet de conserver une très bonne limite de détection, tout en augmentant la compacité et diminuant le coût. On peut également noter la linéarité de la réponse avec la concentration de gaz et la très grande plage dynamique de mesure.

Cette technique a néanmoins un défaut majeur qui est sa sensibilité au fond acoustique et vibratoire ambiant, qu’il est possible d’atténuer par l’utilisation de résonateurs à haut facteur de qualité. Toutefois, ce type de résonateur engendre d’inéluctables dérives fréquentielles (dues à la thermique, au changement de milieu de mesure, etc.) nécessitant un calibrage permanent du capteur. Cette sensibilité constitue un frein majeur au déploiement de cette méthode en industrie.

En réponse, le projet GASPARD propose une évolution notable de la technologie basée sur l’emploi d’un résonateur optimisé et d’une électronique de détection innovante. Cette brique de détection doit permettre d’améliorer significativement la stabilité et de réduire drastiquement la sensibilité au fond ambiant, tout en augmentant la bande passante et la résolution de la mesure.

Une fois ces développements réalisés et validés, le marché visé est celui des analyseurs de gaz de moyenne à haute performance.

Les applications envisagées sont la détection d’émission de gaz de systèmes industriels, le contrôle de processus chimiques ou encore la surveillance de la qualité de l’air.