Micro-capteurs pour le suivi de la qualité de l’air intérieur et extérieur - Volume 1 De l’usage de micro-capteurs à des fins d’évaluation de l’exposition individuelle. - Université de Lille Accéder directement au contenu
Rapport (Rapport D’expertise Collective) Année : 2022

Micro-capteurs pour le suivi de la qualité de l’air intérieur et extérieur - Volume 1 De l’usage de micro-capteurs à des fins d’évaluation de l’exposition individuelle.

Résumé

Les micro-capteurs ou capteurs bas coûts, appelés ainsi en raison de leur taille et de leur coût d’achat initial réduit, comparativement aux instruments de mesure utilisés dans les méthodes de référence, connaissent une expansion rapide ces dernières années. Historiquement, les premiers détecteurs de gaz ont été mis en œuvre au 19ème siècle dans l’industrie minière, avec des oiseaux canari utilisés pour la détection de monoxyde de carbone (CO) et de méthane (CH4) en vue de la prévention du risque d’explosion. Parmi les principes physiques de détection, les plus anciens sont basés sur des matériaux de type oxydes métalliques dont le plus connu est le dioxyde d’étain (SnO2) et dont le fonctionnement repose sur la conduction électrique modulée par l’absorption de gaz. Ce principe a été mis en évidence pour la première fois en 1953 par Brattain et Bardeen puis Heiland en 1954 . Le premier dispositif de détection utilisant un oxyde métallique fut conçu en 1962 par Seiyama . Le premier brevet fut déposé par le Japonais Taguchi de la société FIGARO. Cette société commença la commercialisation de ces capteurs en 1970 et reste aujourd’hui un des leaders du marché. Depuis de nombreux travaux ont été consacrés à l’amélioration des éléments sensibles, notamment en ce qui concerne les procédés de fabrication et de mise en forme du matériau, l’utilisation de dopants, de traitements physico-chimiques afin d’améliorer la sensibilité et la sélectivité de l’élément sensible. La miniaturisation de l’électronique associée a également été un des axes de recherche majeurs. Le marché global des micro-capteurs connait une forte expansion depuis 2010. Selon le cabinet d’étude de marché « Market Research Future », le marché mondial devrait peser 8,5 milliards de dollars (USD) en 2027, avec un taux de croissance annuel de 10,5% de 2021 à 2027. En France, les premières entreprises ont éclos dans les années 2000 avec CAIRPOL (créée en 2006) ou Ecologicsense du groupe TERA (créée en 2011) avec des programmes de recherche destinés à développer les éléments sensibles, ou Ethéra (créée en 2010) dans le domaine de l’air intérieur. Après une première phase en laboratoire, les premières expérimentations publiques ont lieu dans les années 2010 (e.g. dans le cadre de Futur en Seine 2009 la FING2 a développé une montre verte avec un semi-conducteur de chez MICS, ou encore l’association de sciences citoyennes Labo Citoyens créée en 2012 qui a organisé entre 2013 et 2015 plusieurs campagnes de mesures citoyennes de qualité de l’air en partenariat avec l’association Respire ou la Ville de Paris). Aujourd’hui le marché est florissant avec près de 60 000 références sur les plateformes de vente en ligne, mais plusieurs limites des micro-capteurs actuellement commercialisés sont cependant évoquées : leur consommation énergétique et leur prix de revient plus élevé que ce qui était attendu, mais aussi la complexité de leur électronique associée, leur manque de sélectivité ou leur justesse limitée. Par ailleurs, l’émergence des micro/nanosystèmes permet le développement de dispositifs miniatures, portables, « intelligents », intégrant l’élément sensible, l’alimentation, l’électronique de traitement du signal, l’électronique numérique d’analyse, les modules de conversion et de communication, qui présentent eux-mêmes parfois certaines limitations (pertes de connexion/ d’information, autonomie limitée, flou autour de la sécurisation des données personnelles, etc.). [Ce rapport contient 2 parties : Volume 1 " De l'usage de micro-capteurs à des fins d'évaluation de l'exposition individuelle " Volume 2 " Mesures citoyennes de qualité de l'air. Figures, Savoirs, Actions "]
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-03875171 , version 1 (28-11-2022)

Licence

Identifiants

  • HAL Id : hal-03875171 , version 1

Citer

Nathalie Redon, Laurence Allard, Christophe Debert, Stephan Gabet, Benjamin Hanoune, et al.. Micro-capteurs pour le suivi de la qualité de l’air intérieur et extérieur - Volume 1 De l’usage de micro-capteurs à des fins d’évaluation de l’exposition individuelle. : Avis de l’Anses Rapports d’expertise collective. Saisine n° 2018-SA-0271, Anses. 2022, 318 p. ⟨hal-03875171⟩
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