Un capteur de gaz à effet de serre intelligent, mobile et économe en énergie
Le changement climatique exacerbant le risque de phénomènes météorologiques extrêmes, il est urgent de surveiller les gaz à effet de serre qui y contribuent, en particulier le dioxyde de carbone, l’oxyde nitreux et le méthane. Si les systèmes de surveillance des émissions utilisés par de nombreuses agences nationales sont très sensibles et capables de distinguer différents gaz atmosphériques, ils sont souvent complexes, encombrants et coûteux. Ils sont par conséquent, principalement utilisés comme points de référence statiques, et installés dans quelques endroits spécifiques. «Pour dresser un tableau plus complet, il faudrait un grand nombre de systèmes de surveillance des émissions, couvrant de vastes zones», selon Albert Romano-Rodriguez(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (site web en espagnol), coordinateur du projet NEOGAS, financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Afin d’accroître les options disponibles pour les autorités et les experts, NEOGAS a développé une preuve de concept d’un dispositif de détection de gaz à faible consommation d’énergie qui exploitera les fonctionnalités de l’internet des objets (IdO) pour la modélisation des prévisions. «Bien qu’il soit encore améliorable, nous sommes particulièrement satisfaits du fait que notre dispositif soit resté opérationnel durant quelques semaines, continuant à fournir des mesures de détection de gaz, ajoute Albert Romano-Rodriguez, du département d’ingénierie électronique et biomédicale de l’université de Barcelone(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), hôte du projet.
Fabriquer un dispositif hautement efficace
Le dispositif de détection du projet a été fabriqué à partir d’un polymère conducteur très poreux, connu sous le nom de réseau métallo-organique(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), dont la résistance électrique change, à température ambiante, lorsqu’il est exposé à des gaz. Le département d’ingénierie électronique et biomédicale a synthétisé le matériau, préparé la composant(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (résistance) et testé le dispositif en mesurant sa résistance électrique lorsqu’il est exposé au dioxyde de carbone et au méthane, les principaux gaz à effet de serre. Pour tester les dispositifs, les capteurs ont été placés dans des chambres d’essai étanches aux gaz. La résistance électrique du capteur a été mesurée après introduction des gaz ou des mélanges gazeux étudiés. «Des changements de résistance ont été enregistrés à des concentrations de méthane et de dioxyde de carbone inférieures à leurs niveaux réels dans l’air, ce qui démontre l’efficacité de notre preuve de concept», explique Albert Romano-Rodriguez.
La fonctionnalité d’internet des objets permettra une modélisation avancée
Dans le cadre du mécanisme de surveillance du climat(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) mondial, la Commission européenne doit produire un rapport annuel sur l’avancement des travaux, et des innovations telles que le dispositif de détection NEOGAS pourraient par conséquent s’avérer indispensables. Malgré les résultats prometteurs obtenus en laboratoire, un certain nombre d’étapes devront d’abord être franchies pour que le dispositif NEOGAS atteigne son plein potentiel. La combinaison de la fonctionnalité de détection avec celle de l’IdO offre une voie particulièrement intéressante, car les données recueillies pourraient informer la modélisation de la production et de la distribution des émissions de gaz à effet de serre d’origine humaine, ce qui est essentiel pour une planification de l’atténuation et de l’adaptation sur la base d’éléments concrets. À cette fin, l’équipe développe actuellement un circuit imprimé économe en énergie, qui sera intégré au dispositif et sur lequel le capteur pourra être monté. L’équipe se concentre également sur l’amélioration des propriétés des matériaux du dispositif, afin de garantir sa stabilité dans le temps et de réduire sa dégradation, ainsi que sur ses propriétés de détection, afin d’accroître sa sensibilité aux gaz interférents, en particulier ceux présents dans l’humidité ambiante. «Lorsque nous aurons terminé, notre nez nanoélectronique compact et intégré offrira des avantages considérables par rapport aux dispositifs traditionnels. En fournissant une grande quantité de données à haute résolution spatiale, notre système pourrait compléter les approches actuelles», conclut Albert Romano-Rodriguez.
Mots‑clés
NEOGAS, capteur, gaz à effet de serre, dioxyde de carbone, méthane, internet des objets
