Multi-CAPTeur intelligent de traces d'Explosifs hautement sélectif et sensible à base de matrices de transistors à nonotubes de carbones – CAPTEX

Le projet CAPTEX propose d’apporter une solution innovante au problème de la détection des traces d’explosifs à base de peroxydes. L’objectif principal du projet est la réalisation d’un dispositif intelligent pour la détection de traces de ce type d’explosifs qui garantisse une mesure rapide, sélective et très sensible. A ce jour, aucun dispositif efficace n’existe pour la détection des traces de ces substances, comme le montre clairement l’analyse de l’état de l’art. Dans le cadre du projet CAPTEX, nous visons la réalisation d’un capteur intégré qui sera embarqué sur un véhicule robotisé mobile pour la détection de traces d’explosifs à base de peroxydes (hautement volatiles) et de gaz toxiques (gaz simili sarin) à distance. Plus précisément, nous voulons fabriquer des capteurs ultra compacts fonctionnant à température ambiante, caractérisés par une très faible consommation (< 1mmW), rapides (quelques secondes pour le temps de réponse et une minute environ pour la remise à zéro), hautement sensibles et sélectifs. Ces capteurs seront basés sur une architecture spécifique de nez électronique (brevetée). Ce dispositif multi-capteur en effet s’appuie sur la technologie de détection qui emploie des matrices à transistors à effet de champ à base de nanotubes de carbone (CNTFETs). Les canaux de ces transistors sont réalisés avec des tapis de nanotubes de carbone déposés par spray avec une technique maîtrisée bas coût. Plusieurs sous-groupes de matrices sont fabriqués en utilisant comme électrodes pour les CNTFETs des métaux différents et des monocouches auto assemblées (SAMs). Ceci afin de démultiplier l’information en provenance de la partie sensible du multi-capteur : chaque molécule à détecter interagira avec chaque transistor (caractérisé par des électrodes réalisées avec différents métaux ou par une SAM différente) de manière spécifique en changeant ainsi le courant (entre les contacts) de manière univoque. Ainsi il est possible d’identifier une empreinte électronique pour chaque molécule d’explosif et de gaz toxique qui arrive en contact avec la matrice. A long terme, au-delà de l’application visée dans CAPTEX, nous pouvons raisonnablement envisager une utilisation dans le cadre d’un réseau de capteurs multipoint avec une antenne intégrée pour le monitoring d’une large zone (par exemple, réseaux de transports ou d’immeubles administratifs). Ce même concept peut être étendu au contrôle de substances hautement toxiques en milieu industriel ou dans le cadre de la mesure de TIC (Toxiques Industriels Chimiques) en milieu urbain. En tenant compte de leur faible consommation énergétique et encombrement, ces capteurs pourraient également être intégrés dans du textile (uniformes) dans le cadre d’une application militaire pour la détection de gaz toxiques.