L'équipe est impliquée dans plusieurs actions visant à utiliser des capteurs de gaz dans des applications industrielles, et ceci en liaison avec des utilisateurs (sociétés ou organismes).
Au niveau des grands domaines d'applications réclamants des capteurs de gaz et pour lesquels nous avons eu des actions par le passé, on peut citer :

L'objectif visé ici n'est pas de remplacer les stations de mesures existantes développées par le différents réseaux de contrôle de la pollution atmosphérique (analyseurs performants de types Infra-Rouge ou Ultra-Violet,...), mais d'apporter un complément d'informations en particulier en permettant une multiplication du nombre de points de mesures.
En effet les micro-capteurs de part leurs coûts et leurs faibles encombrements se prêtent bien au développement de réseaux de suivi avec un maillage fin, permettant l'accès à des informations spatiaux-temporelles complémentaires des réseaux en place (déplacements de pollutions dans une rue, ....).

Nous avons développé plusieurs systèmes d'acquisitions facilement utilisables sur le terrain. Les capteurs peuvent être de différents types: SnO₂ pur ou dopé, et potentiométriques à base d'alumine bêta. L'objectif peut être un suivi global de pollution non spécifique, mais aussi un suivi plus sélectif de certains gaz: CO, NO_x, Hydrocarbures, SO₂....
Pour cela, il y a intérêt à combiner plusieurs types de capteurs.

Electronique et système d'acquisition sur terrain

Exemple de corrélation obtenue sur une rue à grande circulation (centre de Lyon) entre les signaux d'un capteur SnO2et d'un analyseur IR pour le CO

Cette activité est conduite depuis plusieurs années en collaboration avec la division SEP (Vernon) de la société SNECMA. Le but est d'utiliser des capteurs de gaz de type SnO₂ pour la détermination de cartographies de concentrations d'hydrogène sur un moteur cryogénique du lanceur Ariane 5.
Pour cela nous avons développé un réseau de capteurs (8 actuellement) avec une électronique permettant l'acquisition des signaux à distance.
Le premier challenge était bien sûr de mettre au point une version de capteur répondant au cahier des charges pour une telle application:

Cette action est menée dans le cadre d'un important contrat européen avec différents partenaires, en particulier des constructeurs automobiles.
L'objectif est de développer des capteurs de gaz aptes à fonctionner directement dans des pots d'échappements. Les gaz prioritaires à détecter sont le CO, les NO_x (NO et NO₂) ainsi que les hydrocarbures.
Parmi les applications visées, on peut citer le diagnostic des pots catalytiques, (voir futures normes OBD), ainsi que le contrôle et l'automatisation des différents systèmes de dépollution (NOxTrap, DeNOx, ParticuleTrap,...).

Le projet est centré sur un capteur de type potentiométrique à base d'alumine bêta. Ce capteur est actuellement entièrement réalisé par technique de sérigraphie en couche épaisse (Société Microtel / Milan).

Les différentes actions actions du projet concernent:

	Le développement et la réalisation de l'élément sensible : couche sensible, électrodes, couches protectrices, substrat chauffant, connections,....
	Le développement et la réalisation de prototypes d'encapsulation pour montage dans des pots d'échappements
	La conception et la réalisation d'électroniques de gestion
	Les tests des capteurs sur banc laboratoire (reproductibilité, sensibilité, stabilité, sous CO, NO, NO2 et HC)
	Les tests par les constructeurs automobiles sur bancs synthétiques d'échappements et sur bancs moteurs
	La détermination de stratégies d'exploitations pour diverses applications

 

Contrat ECONOX 2
"Gas sensors and associated signal processing for automotive exhaust pipe"
Partenaires :	Politecnico Torino, Trinity College Dublin, CR FIAT, VOLVO, RENAULT, MICROTEL
N° :	BE 97- 4028 Janvier 1998-Janvier 2001

Les performances de ces capteurs dépendent beaucoup de la température de l'élément sensible. Ceci permet en particulier de détecter de façon sélective le CO par rapport aux NO_x (et réciproquement): CO détecté vers 650°C et NO₂ vers 400°C.

Réponses de 3 capteurs (à 550°C) à des injections de 300 ppm de CO et de 100 ppm de NO₂ (cycle répété deux fois)

Résultat de test sur banc moteur: réponse du capteur (courbe verte) avec système EGR ouvert ou fermé

Capteur + encapsulation + électronique

Réponse d'un capteur ECONOX à 700°C (en vert) placé directement dans un pot pour trois accélérations moteur (RPM en noir). Comparaison avec un capteur O₂ (en bleu)