Comment ça marche ?
Les capteurs photoacoustiques utilisent des sources laser moyen infrarouge qui provoquent un échauffement des gaz ciblés ; mais aussi des microphones miniaturisés qui détectent les sons caractéristiques émis par la dilatation thermique induite. Ces capteurs mesurent par exemple des concentrations de CO2, CO, oxydes d’azote, formaldéhyde ou méthane.
Quels atouts ?
Ces capteurs miniaturisés protégés par plus de 10 brevets s’intègrent dans des appareils d’analyse aussi performants que leurs équivalents de laboratoire, mais plus légers et plus compacts : ils peuvent facilement être déployés sur le terrain.
De plus, le CEA-Leti élabore des filières de fabrication sur silicium qui abaissent considérablement leur coût ; les lasers moyen infrarouge à cascade quantique, composants aujourd’hui très chers, pourraient voir leur prix divisé par mille, démocratisant ainsi l’accès à ces méthodes d’analyse spectroscopique.
Enfin, les capteurs photoacoustiques peuvent être très sensibles (jusque dans la gamme d’une partie par milliard, soit l’équivalent d’un millimètre cube dans un volume d’un mètre cube). Or, dans le cas de certains composés organiques volatils par exemple, des concentrations aussi faibles suffisent à produire un effet sur la santé humaine.
Nos axes de recherche :
- filière de fabrication de sources laser à cascade quantique sur silicium ;
- intégration poussée du capteur ;
- développement de mesures spécifiques multi-gaz.
Quelles applications ?
- surveillance de la qualité de l’air intérieur et extérieur ;
- surveillance de procédés et de rejets industriels ;
- détection chimique en sécurité et défense.
«
Afin de répondre aux différents besoins en termes de performances/coût/usage, nous développons quatre autres technologies de capteurs : des capteurs de conductivité thermique, des capteurs infrarouge non dispersifs, des capteurs interférométriques,
et des systèmes miniaturisés de chromatographie. »
Bertrand Bourlon,
chef du laboratoire Capteurs optiques du CEA-Leti