Des capteurs d’air pour tous et partout
Pour une grande partie du monde occidental, l’été 2023 a été marqué par la pollution de l’air. Suite aux incendies de forêt intenses et prolongés qui ont fait rage au Canada, les grandes zones métropolitaines d’Amérique du Nord et d’Europe ont vu leurs niveaux de qualité de l’air chuter, faisant souvent d’une simple sortie à l’extérieur un risque potentiel pour la santé. Mais la pollution de l’air ne se limite pas à l’extérieur: la pollution de l’air intérieur peut être encore plus grave. Selon certaines estimations, l’air à l’intérieur des bâtiments peut être jusqu’à cinq fois plus pollué que l’atmosphère extérieure. «La qualité de l’air intérieur, telle qu’elle est aujourd’hui, est souvent si mauvaise qu’elle affecte gravement nos performances cognitives, notre productivité et notre santé», déclare Henrik Rödjegård, directeur de recherche à Senseair. Les capteurs sont la clé de la surveillance de la qualité de l’air extérieur et intérieur. Mais pas n’importe quels capteurs: des capteurs intelligents qui peuvent être produits en masse, déployés partout et utilisés par tout le monde. Avec le soutien du projet ULISSES financé par l’UE, Senseair développe un tel capteur. «Notre objectif est de permettre aux urbanistes, aux employeurs, aux propriétaires et au grand public d’accéder facilement aux informations dont ils ont besoin pour faire des choix judicieux en matière de qualité de l’air intérieur et extérieur», ajoute Henrik Rödjegård.
Surveillance complète de la qualité de l’air en temps réel
L’utilisation de capteurs pour surveiller la qualité de l’air n’est pas un concept nouveau. En fait, les capteurs de gaz sont largement utilisés dans l’industrie et l’agriculture pour assurer la sécurité du personnel et pour surveiller et automatiser les processus. «Ce qui est nouveau, c’est que le public est de plus en plus conscient de l’importance de la qualité de l’air intérieur et extérieur dans les villes, ce qui stimule la demande de capteurs de gaz précis, peu coûteux et mobiles», explique Henrik Rödjegård. Sensibles et robustes, les capteurs de gaz optiques offrent le plus haut niveau de stabilité et de spécificité. Malheureusement, leur coût élevé, leur forte consommation d’énergie et leur grande taille entravent leur utilisation généralisée. Pour remédier à ces limitations, le projet ULISSES a développé de nouvelles technologies qui permettront de créer des nœuds de capteurs de gaz compacts, peu coûteux, de faible puissance et pouvant être mis en réseau, capables d’assurer une surveillance complète de la qualité de l’air en temps réel.
Intégrés à l’internet des objets
Selon Henrik Rödjegård, les capteurs de gaz optiques sur puce ULISSES, de taille millimétrique, qui fonctionnent dans la gamme spectrale de l’infrarouge moyen, peuvent être produits en masse et intégrés dans des dispositifs portables. «Nos capteurs reposent sur des guides d’ondes intégrés, qui sont de minuscules fibres optiques guidant la lumière à la surface d’une puce», explique-t-il. «Ils recourent également à des matériaux 2D tels que le graphène et le diséléniure de platine, qui peuvent à la fois générer et détecter la lumière infrarouge en la convertissant en un signal électrique.» Cette utilisation innovante de technologies de pointe permet d’intégrer la solution ULISSES à l’internet des objets et à toute une série d’appareils mobiles du quotidien. «Cette prouesse ouvre la voie à des solutions pratiques telles que la création de cartes de la qualité de l’air localisées et la fourniture aux utilisateurs de données et d’alertes sur la qualité de l’air géolocalisées», ajoute Henrik Rödjegård.
Prendre des décisions éclairées sur l’air que nous respirons
Outre le développement de la technologie, le projet a démontré que ses puces pouvaient produire des longueurs d’onde suffisamment longues pour permettre une détection des gaz à haute performance. Les chercheurs ont également vérifié la fonctionnalité de tous les sous-composants requis dans le système complet. «Si nos travaux sur l’intégration du graphène dans les puces de détection représentent une avancée majeure pour la communauté scientifique, pour vous et moi, cela signifie pouvoir prendre des décisions éclairées sur l’air que nous respirons», conclut Henrik Rödjegård.
Mots‑clés
ULISSES, capteurs d’air, internet des objets, qualité de l’air, pollution de l’air, capteurs intelligents
