Description du projet
De nouvelles innovations technologiques pour des capteurs de gaz peu coûteux et performants
Les capteurs de gaz optiques par infrarouge non dispersif (NDIR) sont plus sensibles, plus stables et plus précis que leurs concurrents sur le marché. Toutefois, ils sont trop encombrants et trop coûteux pour la plupart des applications. C’est pourquoi on observe un besoin urgent de systèmes de capteurs de gaz en réseau, à petite échelle et de faible puissance. Le projet ULISSES, financé par l’UE, mettra au point un système sur puce (SoC) intégré de capteurs de gaz optiques à canaux multiples, et démontrera sa capacité à détecter trois gaz en même temps. Il développera par ailleurs la technologie de mise en réseau nécessaire pour adapter ce type de SoC à l’Internet des objets. À terme, le projet permettra de fournir des capteurs de gaz NDIR rentables susceptibles d’être produits en masse. De plus, la consommation d’énergie sera réduite, ce qui permettra pour la première fois un fonctionnement à la fois sans maintenance et sur batterie.
Objectif
Distributed and networked gas sensing is increasingly important for industrial, safety and environmental monitoring applications. Optical nondispersive infrared (NDIR) gas sensors offer the highest sensitivity, stability and specificity in the market, but for most applications, the existing sensors are too bulky and expensive. To enable the broad utilization of high-performance gas sensor networks, there is a critical need for small, low-power and networked gas sensor systems. In ULISSES, we will develop an integrated multi- channel optical gas sensor system-on-a-chip (SoC) and demonstrate its capability to detect three gases simultaneously. Furthermore, we will develop the networking technology required to bring these SoCs onto the Internet of Things (IoT). We will implement a new edge-computed self-calibration algorithm that leverages node-to-node communications to eliminate the main cost driver of low-cost gas sensor fabrication and maintenance (the calibration). Finally, ULISSES will deliver the wafer-scale mass production methods necessary to enable production volumes of millions of sensors per year, and thus provide an order of magnitude reduction of sensor module cost. By leveraging recent breakthroughs of the ULISSES partners on waveguide integrated 2D materials-based photodetectors, 1D nanowire mid-IR emitters, and mid-IR waveguide-based gas sensing using MEMS-tunable filters, we target a three-order-of-magnitude reduction in sensor power consumption, thus permitting maintenance-free battery powered operation for the first time. Between the participants, we cover the full range of competences required for the task. The market for low cost IoT gas sensors is in its infancy, but at a 7.3% compound annual growth rate (CAGR) it is lucrative enough for players with older less specific gas sensor technologies to fight for gaining a first mover advantage. Thus, the window of opportunity for a new disruptive entry into this market is rapidly closing.
Champ scientifique
- natural sciencescomputer and information sciencesinternetinternet of things
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringsensorsoptical sensors
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringsensorssmart sensors
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
RIA - Research and Innovation actionCoordinateur
820 60 Delsbo
Suède
L’entreprise s’est définie comme une PME (petite et moyenne entreprise) au moment de la signature de la convention de subvention.