Capteur de gaz ultra-rapide par nanotechnologie
En médecine, notamment du sport, le taux de CO2 dans l'expiration pulmonaire fournit des informations sur certaines constantes vitales des patients. Le but de ce travail est de réaliser un capteur du taux de CO2 par nanotechnologie afin d'obtenir des réponses rapides car les capteurs disponibles sur le marché sont la plupart du temps précis mais ont un temps de détection très lent.
Le capteur développé utilise le principe d'effet de serre en absorbant les rayons infrarouges émis par une source, afin de chauffer une cellule photoacoustique. Celle-ci est chauffée par les rayons infrarouges en fonction du volume de CO2. Le capteur sera doté d'un thermocouple nanostructuré, intégré à une cellule photoacoustique et remplaçant le microphone des capteurs photoacoustiques traditionnels. L'un des objectifs de ce travail est de prouver que le microphone peut être remplacé par un thermocouple nanostructuré et que ce dernier présente la sensibilité requise pour déduire le taux de CO2 et ce en moins d'une seconde.
La réalisation du capteur consiste d'abord à caractériser la réponse d'un thermocouple nanostructuré à une pression pneumatique, avant d'analyser la réponse à une pression acoustique. Dans ce but, un porte-échantillon ainsi qu'un banc de test ont été développés. La réponse d'un thermocouple en fonction d'une pression pneumatique a été caractérisée par le biais de 3 mesures. Ceci a permis d'analyser le comportement du thermocouple de manière plus en plus rapide afin de caractériser les meilleures conditions de fabrication d'un thermocouple nanostructuré. Ces mesures ont permis de déterminer qu'une membrane fine est à privilégier, ainsi qu'un électrolyte contenant du tellurure de Bismuth pour réaliser les vias de nanofils et finalement d'épaissir l'échantillon au nickel.
La caractérisation d'un thermocouple soumis à une pression photoacoustique pourrait constituer la suite de l'étude décrite, en vue de réaliser le capteur de CO2 ultra-rapide par nanotechnologie.
Etudiant: Laszlo Balmer
Année: 2024
Département: TIN
Filière: Microtechniques avec orientation en Robotique et conception microtechnique
Type de formation: Plein temps
Enseignant responsable: Laurent Gravier
Institut: COMATEC
Téléchargements:
- Télécharger l'affiche
- Télécharger le rapport