Spectromètre photoacoustique moyen infrarouge integré pour applications environnementales – MIRIADE

Les capteurs de gaz optique font déjà partie intégrante de notre société moderne (analyse des émissions chimiques, contrôle des procédés de fabrication, détection de haute sensibilité des molécules à l’état de trace). Cependant, les capteurs de gaz disponibles sont volumineux, complexes et ont un coup de fonctionnement élevé. La conséquence est qu’ils ne sont pas encore déployés à grande échelle. Des progrès technologiques sont encore nécessaires pour que les capteurs optiques participent activement à l’amélioration de la qualité de la vie et à l’économie durable. Parmi les améliorations possibles, la miniaturisation des capteurs de gaz et la réduction de leur coût sont les principales pistes pour un déploiement à grande échelle. Ce déploiement pourrait être mis à profit dans plusieurs domaines d’applications avec des répercussions socio-économiques importantes comme par exemple pour le changement climatique et le contrôle de la qualité de l’air. L’objectif de MIRIADE est de créer un système de spectroscopie optique de gaz ayant la dimension d’une puce électronique (laboratory-on-a-chip).
Le projet MIRIADE a pour but de démontrer : (1) la faisabilité d’un capteur de gaz optique entièrement intégré constitué d’une source Moyen Infra-Rouge (MIR) multi-? basée sur l’intégration sur Si d’un réseau de lasers à cascade quantique et d’un circuit photonique silicium et d’une micro-cellule Photo-Acoustique (PA) réalisée en technologie MEMS. Ceci constituera la principale innovation du projet. (2) l’utilisation potentielle de ces capteurs de gaz optique pour l’étude des flux des gaz à effets de serre.
Les principaux avantages du dispositif MIRIADE sont :
• Une très haute sensibilité par l’utilisation de la gamme spectrale du MIR (4-10 µm)
• La flexibilité par la mesure simultanée de plusieurs gaz avec une seule puce.
• La très haute compacité par l’utilisation d’une µ-cellule PA (puce ~cm2)
• Le bas coût qui permet d’envisager un déploiement de systèmes de détection.

Le groupement est constitué de cinq partenaires dont un industriel et une PME. Les activités couvriront des études fondamentales de physique, des développements technologiques mais aussi la validation des capteurs de gaz.