Des capteurs pour améliorer la détection des gaz de combat

Grâce aux travaux de l’équipe NanoMIR de l’Institut d’électronique et des systèmes (IES, CNRS/Université de Montpellier), de nouveaux capteurs optiques à semi-conducteurs ont été mis au point. Ces derniers permettent d’améliorer la sensibilité de la détection de gaz de combat. Ces travaux ouvrent des perspectives innovantes pour utiliser ou affiner la détection de gaz dans de nombreux domaines : militaires bien sûr, mais aussi environnementaux, agronomiques, alimentaires, sécuritaires.

Les objectifs et résultats de ces travaux

Pour détecter efficacement les gaz dangereux associés aux conflits armés, notamment les agents neurotoxiques tels que le sarin, une collaboration entre l’Institut d’électronique et des systèmes (IES, CNRS/Université de Montpellier) et le laboratoire Nanomatériaux pour les systèmes sous sollicitations extrêmes (NS3E, ISL/Université de Strasbourg) a permis de développer un capteur optique basé sur des semi-conducteurs (matériau isolant que l’on peut rendre conducteur électrique).

La spectroscopie d’absorption infrarouge est une technique puissante pour l’identification des molécules au sein d’un échantillon, mais elle présente des limites de sensibilité à faibles concentrations. Pour résoudre ce problème, Pierre Fehlen et son équipe ont conçu un nouveau type de capteur optique, basé sur les interactions lumière/matière : la plasmonique. Ils l’ont intégré à des semi-conducteurs fonctionnant dans le moyen infrarouge. Des simulations numériques et des analyses ont été réalisées pour la conception du capteur. Puis le capteur plasmonique a été testé avec succès, et a démontré sa sélectivité par rapport aux gaz volatiles utilisés.

Les résultats de cette étude offrent une solution aux limites des interactions lumière-matière dans la détection de gaz dangereux. Elle démontre l’efficacité de la plasmonique basée sur des semi-conducteurs pour la détection de molécules complexes par absorption infrarouge. Le prochain défi consiste à améliorer le concept via la miniaturisation du dispositif et l’augmentation de la sensibilité du transducteur.