Academic literature on the topic 'Capteurs métalliques'

Les activités menées à l'ICMN dans le domaine de la métrologie environnementale portent sur l'élaboration de capteurs électrochimiques basés sur des matériaux carbonés, pour la détection de micropolluants électroactifs en milieux aqueux. La stratégie adoptée dans nos travaux consiste en la mise en œuvre par sérigraphie de l'électrode de travail (SPE Screen Printed Electrode) en utilisant une encre de carbone conductrice. Cette méthode d'élaboration permet d'avoir une bonne reproductibilité des SPE et pourrait facilement être transposable à l'échelle industrielle. Dans ce cadre, nous avons tout d'abord cherché à optimiser les paramètres expérimentaux de la méthode de sérigraphie (treillis, mode de cuisson des encres) avec une encre de carbone commerciale afin d'obtenir des électrodes présentant une bonne électroactivité et une bonne reproductibilité. Les SPE sont contrôlées et validées par voie électrochimique, en utilisant une sonde redox négative. Les électrodes ainsi optimisées seront ensuite utilisées pour la détection de deux composés médicamenteux, le Sulfaméthoxazole et la Carbamazépine, ainsi que celle d'un cation métallique, le plomb Pb(II). On étudiera alors l'impact de l'immersion des électrodes en milieux aqueux sur l'évolution des propriétés électrochimiques des électrodes au cours du temps.

Cet article résume les apports du programme «Porcherie verte» dans la connaissance et la maîtrise du devenir de l’azote, du phosphore et des éléments traces métalliques qui ont, à des titres divers, un impact sur l’environnement.
 La diminution de la teneur en protéines de l’aliment permet de réduire fortement les quantités d’azote excrétées par les animaux. Une part importante de l’azote est éliminée sous forme gazeuse lorsque les animaux sont placés sur litière ou lorsque le lisier est composté. L’importance de ces pertes d’azote peut cependant varier fortement selon les techniques utilisées et la nature des substrats. Le traitement biologique abat la majeure partie de l’azote et certains types de stations permettent de capter le reste dans des coproduits potentiellement exportables. La bonne valorisation agronomique des effluents nécessite de bien connaître leur valeur fertilisante azotée, ce que facilite l’approche typologique mise au point dans le cadre du programme.
 Un certain nombre de leviers alimentaires permettent de diminuer la fraction du phosphore alimentaire qui est excrétée dans les effluents : ajustement des apports alimentaires grâce à une meilleure connaissance des besoins des animaux, amélioration de la digestibilité du phosphore alimentaire par une meilleure connaissance de sa disponibilité dans les diverses matières premières ou via l’adjonction de phytase exogène. Les traitements biologiques avec séparation de phases permettent de capter le phosphore dans des coproduits potentiellement exportables et la valeur fertilisante phosphatée des effluents est en général très élevée et facile à prédire.

Depuis la fin des années 2000 les capteurs d’images CMOS éclairés par la face arrière (Back-Side-Illuminated) prennent le pas sur les capteurs traditionnels éclairés par la face avant (Front-Side-Illuminated). Cette technologie présente l’avantage de simplifier le chemin optique jusqu’à la photodiode et permet notamment d’accroitre le rendement quantique. Dans le même temps à l’instar des technologies CMOS ce changement permet de réduire la dimension des pixels dans le plan. Ce changement entraine cependant l’apparition d’une nouvelle interface sur la face arrière des pixels qu’il faut maitriser car elle peut être une source de courant d’obscurité, phénomène qu’il faut réduire pour obtenir des capteurs performants. Pour limiter ce phénomène, il faut limiter l’émission d’électrons parasites par les défauts d’interface que l’on cherche à passiver. Deux moyens existent, la passivation chimique qui consiste à réduire la densité de défauts à l’interface et la passivation par effet de champ qui consiste à introduire des charges dans la couche de passivation. Pour ce faire, ce travail de thèse s’inscrit dans le développement d’un empilement SiO2 / HfO2 ou Al2O3 / Ta2O5 dont les oxydes métalliques sont déposés par ALD et PEALD. Les objectifs de ces travaux sont de comprendre l’origine et la nature des défauts dans les oxydes métalliques afin d’améliorer les propriétés de passivation de l’empilement. La nature des couches utilisées, les paramètres de dépôt ainsi que l’impact du recuit sont étudiés en détail à partir de la technique de mesures COCOS permettant d’extraire la densité de défauts d’interface et la charge totale de l’empilement. D’autres techniques de caractérisation physico-chimique complémentaires telles que les mesures infrarouges sont utilisées et permettent d’identifier les modifications chimiques de l’empilement<br>Since the late 2000s back-side-illuminated CMOS image sensors have taken precedence over traditional Front-Side Illuminated sensors. This technology has the advantage of simplifying the optical path to the photodiode and particularly increases the quantum efficiency. At the same time, like CMOS technologies, this change allows the reduction of the size of the pixels in the plane. However, this change causes the appearance of a new interface on the back side of the pixels. The presence of an additional interface implies a new source of dark current that must be reduced to the maximum to maintain high performance. This interface has to be passivated to minimize the generation of parasitic electrons. Two means exist, the chemical passivation which consists of reducing the density of defects at the interface and the field effect passivation which consist of introducing charges into the passivation layer. To do this, this thesis work is part of the development of a SiO2 / HfO2 or Al2O3 / Ta2O5 stack whose metal oxides are deposited by ALD and PEALD. The purpose of this work is to understand the origin and the nature of defects in metal oxides in order to improve the passivation properties of the stack. The nature of the layers used, the deposition parameters and the impact of the annealing are studied in detail from the COCOS measurement technique making it possible to extract the density of interface defects and the total charge of the stack. Other complementary physicochemical characterization techniques such as infrared measurements have been used to identify chemical changes in the stack

Les capteurs d'image connaissent un regain d'intérêt grâce à la croissance remarquable du secteur de la communication sans fil, et leurs fonctionnalités tendent à se diversifier. Plus particulièrement, une application récente connue sous le nom de capteur de luminosité ambiante (ALS de l'acronyme anglais) est apparue dans le but de proposer un ajustement intelligent du rétro-éclairage dans les appareils mobiles pourvus d'écrans. Les avancées technologiques ont permis la fabrication de smartphones toujours plus fins, ce qui impose une contrainte importante sur la hauteur des capteurs de lumière. Cette réduction d'épaisseur peut être réalisée grâce à l'utilisation de filtres spectraux innovants, plus fins et entièrement sur puce. Dans cette thèse, nous présentons l'étude et la démonstration de filtres plasmoniques adaptés à une intégration dans des produits ALS commerciaux. Les structures de filtrage les plus performantes sont identifiées avec une importance particulière accordée à la stabilité des filtres par rapport à l'angle d'incidence de la lumière et à son état de polarisation. Des schémas d'intégration compatibles CMOS et respectant les contraintes d'une fabrication à l'échelle du wafer sont proposés. Les résonances de plasmon sont étudiées afin d'atteindre des propriétés optiques optimales et une méthodologie spécifique à partir d'un véritable cahier des charges client a été utilisée pour obtenir des performances ALS optimisées. La robustesse des filtres plasmoniques aux dispersions de procédé est analysée à travers l'identification et la modélisation des imprécisions et des défauts typiques d'une fabrication sur wafer 300 mm. A la lumière de ces travaux, une démonstration expérimentale de filtres ALS plasmoniques est réalisée avec le développement d'une intégration à l'échelle du wafer et avec la caractérisation et l'évaluation des performances des structures fabriquées afin de valider la solution plasmonique<br>Image sensors have experienced a renewed interest with the prominent market growth of wireless communication, together with a diversification of functionalities. In particular, a recent application known as Ambient Light Sensing (ALS) has emerged for a smarter screen backlight management of display-based handheld devices. Technological progress has led to the fabrication of thinner handsets, which imposes a severe constraint on light sensors' heights. This thickness reduction can be achieved with the use of an innovative, thinnest and entirely on-chip spectral filter. In this work, we present the investigation and the demonstration of plasmonic filters aimed for commercial ALS products. The most-efficient filtering structures are identified with strong emphasis on the stability with respect to the light angle of incidence and polarization state. Integration schemes are proposed according to CMOS compatibility and wafer-scale fabrication concerns. Plasmon resonances are studied to reach optimal optical properties and a dedicated methodology was used to propose optimized ALS performance based on actual customers' specifications. The robustness of plasmonic filters to process dispersions is addressed through the identification and the simulation of typical 300 mm fabrication inaccuracies and defects. In the light of these studies, an experimental demonstration of ALS plasmonic filters is performed with the development of a wafer-level integration and with the characterization and performance evaluation of the fabricated structures to validate the plasmonic solution

La présente étude expérimentale contribue à une meilleure connaissance du comportement local et de l'interaction entre un matériau pulvérulent et une inclusion. Le phénomène physique qui régit cette interaction est le frottement. Un chapitre bibliographique est consacré à l'état des connaissances théoriques et expérimentales sur la modélisation du frottement et des facteurs qui l'influencent, en particulier la dilatance. L'expérimentation est réalisée au laboratoire dans des modèles de différentes dimensions. - des essais de frottement plan effectués dans l'appareil de cisaillement classique permettent de définir un angle de frottement sable/plaque. L'influence de la nature de la surface de contact est mise en évidence. - des essais d'arrachement de cornières de différentes dimensions sont effectuées dans un modèle réduit. On y définit et on calcule un coefficient de frottement apparent. Plusieurs facteurs influençant ce dernier sont étudiés: nature et densité du matériau, taille et mise en place de. L'inclusion. Une analyse du début de l'arrachement est effectuée pour tous les essais réalisés dans ce modèle. Des capteurs de pression ont été placés autour de l'inclusion pour mettre en évidence la dilatance. - des essais d'arrachement de barre ronde sont réalisés dans un modèle de dimensions plus réduites. La dilatance est contrôlée dans ce cas là par les variations du déplacement vertical du piston. Tous ces résultats seront comparés à ceux obtenus dans d'autres modèles<br>This study contributes to a better understanding of the local behaviour and the interaction between a inclusion and a cohesion less material. The physical phenomenon governing this interaction is the friction. A chapter on existing literature describes theoretical and practical aspects of the friction modelling and factors influencing the latter such as dilatancy. The laboratory tests are carried out in several models of different dimensions. - Plane friction tests with standard shear apparatus are used to define a friction angle sand/plate. Influence of the surface of contact is revealed. - Pull out tests of the corner iron of different dimensions are carried out in reduced model. Friction coefficient is defined and calculated. Several factors influencing the latter such as the nature, and method of placing the inclusion are examined. An analysis of the start of the pull out tests is done for tests realized in this model. Pressure cells have been positioned around the inclusion to study the dilatancy. - Pull out tests of cylindrical bar are carried out in another reduced model. The dilatancy is controlled this case by the vertical displacement variation. All results are compared to the ether models

Cette thèse est consacrée a l'étude et a la réalisation d'un système de contrôle non destructif par capteurs electromagnetiques. Les capteurs étudies appartiennent a la famille des capteurs magnétiques ou a courants de foucault. Ce mémoire comprend trois étapes principales: la conception des capteurs, leur modélisation et la résolution du problème inverse pour l'estimation des paramètres recherches. Le principe de fonctionnement de ces capteurs, ainsi que quelques generalites sur cette technique de contrôle non destructif sont présentes au chapitre 1. Ensuite, le chapitre 2 aborde le problème de l'optimisation de la géométrie du capteur afin d'augmenter son efficacité de détection. Deux structures différentes y sont proposées. Les simulations par éléments finis et les essais expérimentaux ont montre que ces structures sont intéressantes par rapport a certaines structures existantes. Afin d'approfondir l'étude des structures proposées et l'exploitation des données, la modélisation des capteurs est indispensable et elle constitue l'objectif du troisième chapitre. La première partie de ce chapitre traite la modélisation analytique, laquelle est fondée entièrement sur la théorie de l'electromagnetisme. L'approche comportementale de la modélisation est traitée au cours de la deuxième partie. Ce type de modélisation est utilisée quand on veut obtenir rapidement un modèle pour une configuration donnée. Pour ce faire, nous avons utilise des modèles polynomiaux ou des réseaux de neurones. La bonne adéquation avec les données expérimentales a valide les modèles obtenus. Le quatrième chapitre aborde l'exploitation des signaux capteur permettant de retrouver les paramètres influents. Nous avons illustre ce problème par deux exemples de contrôles industriels. Le premier exemple est la mesure simultanée de la conductivité électrique et de la perméabilité magnétique d'une cible métallique plane ainsi que de la distance capteur cible. Le deuxième exemple concerne la mesure avec grande précision du diamètre des cylindres d'acier dont les propriétés physiques sont incontrôlables. Pour le premier exemple, nous avons résolu le problème par inversion du modèle de l'interaction capteur cible a l'aide des algorithmes itératifs, tandis que pour le deuxième, un modèle inverse permettant de retrouver directement le paramètre recherche a été utilise

Ce travail porte sur la fonctionnalisation d’électrodes sérigraphiées par électrogreffage de sels de diazonium pour la détection de micropolluants métalliques. Deux types de fonctionnalisation ont été étudiés : la fonctionnalisation par des groupements organiques sélectifs et la nanostructuration avec des nanoparticules d’or pour augmenter les performances analytiques des électrodes. La première partie des travaux traite de la fonctionnalisation d’électrodes carbonées sérigraphiées par des ligands macrocycliques; ces ligands ont été choisis en se basant sur une étude bibliographique pour leurs affinités pour le Cu (II), le Pb (II) et l’UO2 (VI). Le greffage covalent de ces macrocycles sur les électrodes sérigraphiées conduit à des capteurs potentiellement sélectifs. Les performances analytiques de ces capteurs ont été déterminées et l’influence de différents interférents sur la détection des espèces cibles a été étudiée. La seconde partie des travaux concerne la mise en œuvre d’une méthode de nanostructuration d’électrodes sérigraphiées par immobilisation covalente de nanoparticules d'or nues ou préalablement fonctionnalisées. Deux types de nanoparticules d’or possédant des caractéristiques différentes ont été utilisées : nanoparticules de type Eah et de type Turkevich. La nature, la taille et l’état de surface des nanoparticules utilisées ont une influence sur la nanostructuration des électrodes sérigraphiées et en conséquence sur leurs propriétés électrochimiques. La dernière partie de ce travail vise la mise au point d’un protocole de détection des micropolluants métalliques avec les électrodes sérigraphiées nanostructurées et fonctionnalisées. Les performances analytiques ont été déterminées et comparées aux systèmes sans nanoparticules d’or afin de préciser l’apport de ces nanoparticules sur les performances des électrodes<br>This work focuses on screen-printed electrodes functionalization by electrografting of diazonium salts in order to be used as metallic micropollutants sensors. Two kind of functionalization were treated; the functionalization by organic groups selective of metal ions owing selective sensors and, the nanostructuration with gold nanoparticles to increase the analytical performances of the sensors. The first part of the work deals with the functionalization of screen-printed electrodes with macrocyclic ligands, chosen from a bibliographic study, for their respective affinities for Cu (II), Pb (II) and UO2 (VI). Covalent grafting of this macrocycles on screen-printed electrodes leads to potentially selective sensors. The analytical performances of these sensors as well as the influence of many interference species on the detection were studied.A second part handles with methods for the nanostructuration of screen-printed electrodes by covalent immobilization of naked or functionalized gold nanoparticles. Two types of gold nanoparticles, with different characteristics have been studied. The nature, the size and the surface state of the gold nanoparticles were found to be key parameters that influence on the nanostructuration of screen-printed electrodes and consequently on their electrochemical properties. The last part of this work concerns the development of a detection protocol for metallic micropollutants with the nanostructured and functionalized screen-printed. The analytical performances have been studied and compared with systems without nanoparticles in order to highlight the contribution of the gold nanoparticles on the performance of the electrodes

L'objectif de cette thèse est d'étudier des variations de composition de verres ou l'intégration de nanostructures métalliques pouvant présenter un intérêt pour les capteurs à fibres optiques répartis (CFO). Ces capteurs utilisent le coeur des fibres optiques constitué majoritairement de silice (SiO2) pour sonder la température ou les déformations sur des parcours plurikilométriques de fibres. A cette fin, les rétrodiffusions Raman et Brillouin dans les fibres optiques sont utilisées, la diffusion Raman étant sensible aux variations de température et la diffusion Brillouin aux variations de température et de déformation. L'intensité de diffusion Raman peut-être exaltée au contact de nanostructures de métaux nobles, par l'intermédiaire de l'effet SERS (Diffusion Raman Exaltée de Surface) faisant intervenir notamment la résonance plasmon de surface (SPR), oscillation collective des électrons libres à la surface métallique générant une large amplification du champ électrique local. L'intégration de nanostructures métalliques dans les fibres optiques pourrait permettre d'augmenter l'intensité de rétrodiffusion Raman et améliorer les performances des CFO (sensibilité, temps d'intégration…). Une étude sur des échantillons modèles, constitués de substrats SERS nanostructurés d'or et recouvert de silice par dépôt sol-gel, est présentée dans ce manuscrit. Les résultats SERS ainsi obtenus permettent de caractériser le phénomène physique du SERS de SiO2 et de prédire sa potentielle utilité dans les CFO Raman<br>The purpose of this thesis is to study composition variations of silicate glasses or the integration of metallic nanostructures that may be relevant for distributed fiber optic sensors (FOS). These sensors use optical fiber cores mainly composed of silica (SiO2) to probe temperature or strain on multi-kilometer route fibers. To measure these effects, Raman and Brillouin backscattering in optical fibers are used, Raman scattering being sensitive to temperature variations and Brillouin scattering to temperature and strain variations. Raman scattering intensity may be enhanced in conjunction with noble metal nanostructures via the SERS effect (Surface Enhanced Raman Scattering) which involves surface plasmon resonance (SPR), a collective oscillation of free electrons at the metal surface generating a large amplification of the local electric field. The integration of metallic nanostructures in optical fibers could increase Raman backscattering intensity and improve FOS performance (sensitivity, integration time…). A study on model samples has been performed with SERS substrates consisting of gold nanostructures and coated with a sol-gel oxide deposition (TiO2, SiO2). The obtained SERS results are used to predict the contribution of metallic nanostructures in Raman distributed temperature FOS

L’objectif de ce travail était d’évaluer l’amortissement de l’énergie mécanique des verres métalliques massifs, en utilisant un matériau modèle de composition Pd40Ni10Cu30P20, et d’analyser les mécanismes qui en sont responsables, dans le domaine du kilohertz à température ambiante pour un résonateur mécanique de géométrie simplifiée dont la dimension caractéristique est de l’ordre du millimètre. Dans ces conditions opératoires, la dissipation est liée à la thermoélasticité. Ce phénomène correspond au transport de chaleur résultant de la déformation élastique induite par la vibration. L’évaluation des potentialités de ces alliages métalliques amorphes en tant que résonateurs a nécessité la réalisation d’échantillons tests de forme adaptée ; cette étape préliminaire a été effectuée par coulée à la forme suivie de différentes opérations telles que des traitements thermiques et une étape d’usinage et de polissage. Le facteur de qualité Q, paramètre caractéristique de la dissipation en vibration, a ensuite été déterminé à partir de la mesure du décrément logarithmique de l’amplitude de vibration d’un échantillon de forme disque-tige mis en résonance suite à un choc. Les recuits au voisinage de la température de transition vitreuse ont conduit à augmenter le facteur de qualité de 0,3 million à 0,8 million. Cette amélioration n’est pas directement corrélée à la relaxation structurale du verre, caractérisée par diverses techniques (ATD, dilatométrie, spectroscopie mécanique…), qui se produit au cours du recuit. C’est la relaxation des contraintes résiduelles, formées lors du refroidissement rapide nécessaire à la vitrification, qui est responsable de cette évolution des propriétés vibratoires. Cependant, après vieillissement, la limite théorique thermoélastique n’est toujours pas atteinte et la question du mécanisme dissipatif limitant reste ouverte<br>The aims of this work were to evaluate the damping of the mechanical energy in the bulk metallic glasses using the model alloy Pd40Ni10Cu30P20 and to analyze the damping mechanisms in the kilohertz frequencies range at ambient temperature for a mechanical resonator with simplified shape where the characteristic length is about 1 mm. In these practical conditions, energy dissipation is related to thermoelasticity. This phenomenon is due to the heat transfer in order to equilibrate local temperature changes generated by the elastic deformation during vibration. The study of amorphous metallic alloys as mechanical resonators involved manufacturing of specific parts ; this preliminary stage has been carried out by gravitational casting in an adapted mould followed by thermal treatments and machining / polishing. The quality factor, which is the characteristic parameter of the damping, has been measured from resonant experiments using the logarithmic decrement of the free vibrations for the disc-rod shaped pieces. The annealing around the glass transition temperature led to increase the quality factor from 0,3 million to 0,8 million. This improvement is not directly related to a physical transformation of the glass occurring during the thermal treatments : the structural relaxation, which has been characterized using different methods (DTA, dilatometry, mechanical spectroscopy). The modifications of the vibratory properties are attributed to the relaxation of residual stresses which are formed during the fast cooling essential to the glass formation. However, after aging, theoretical thermoelastic limit is not reached and the final damping mechanism is still to be identified

Systèmes de mesures électromagnétiques en zone de champ proche de l’objet rayonnant. Pour cela, nous avons exploité la technique de diffusion modulée et développé un dipôle élémentaire miniature alimenté par des fils électriques. Par la suite, nous avons créé une rétine pour l’intégrer à deux systèmes de mesures. Nous avons proposé un système de mesure pour cartographier en champ proche des éléments rayonnants et développé des techniques d’étalonnages. Puis, nous avons développé un système de diagnostique pour caractériser en champ proche les matériaux non métalliques. Nous avons créé des modules logiciels et matériels et élaboré des techniques d’étalonnage. Nous avons validé enfin le fonctionnement du système par des mesures sur des matériaux non métalliques tels que le bois, les matériaux composites, les laines minérales, etc. Aujourd’hui, nous proposons un système en bande X qui pourrait se décliner en bandes Ku et Ka<br>The recent growth in wireless communications has raised the need for developing new means of electromagnetic field measurements in the near field domain. Modulated Scattering Techniques (MST) are good candidates for such kind of measurements. We have first started by studying and developing an elementary dipole supplied through electrical wires for locally disturbing the electromagnetic field. We have created a retina and we have proposed and validated an acquisition procedure for measuring the field of the radiating elements in the near field domain with two systems. Finally, from this preliminary work, we have developed a pre-industrial system dedicated to the characterization of non metallic materials in the near field domain. We developed new measurement and calibration techniques for detecting defects in materials and continuously measuring their density distribution. Functional tests of this system have been performed with various materials. Currently, the system is really mature for industrial usage in the X band domain and may also be easily shifted to Ku and Ka band

Ce travail de thèse porte sur l’amélioration des performances des capteurs de gaz à base de WO3 en s’intéressant particulièrement à l’effet de l’ajout des nanoparticules métalliques sur les propriétés de détection de ces dispositifs. La démarche a consisté à évaluer puis améliorer les performances des capteurs sous différents gaz oxydants et réducteurs. Deux approches ont été menées : une approche théorique qui consiste à modéliser la résistance du capteur sous gaz et une approche expérimentale qui consiste à modifier la surface des couches sensibles par des ajouts métalliques. Le modèle ainsi développé a permis de mettre en évidence les différents paramètres intrinsèques et structuraux de la couche sensible, sur lesquels il est possible d’agir pour améliorer les performances des capteurs. La deuxième approche a consisté à ajouter des nanograins métalliques. Cette méthode montre une grande efficacité sur les performances des capteurs. Les résultats obtenus avec les nanoparticules d’or montrent en effet une amélioration de la réponse, des temps de réponse et de recouvrement ainsi que du temps de stabilisation des capteurs sous ozone. Il en est de même pour les ajouts de nanoparticules d’argent et de palladium, même si les résultats sont différents. Dans le cas de l’ajout de nanoparticules de cobalt, un phénomène singulier se manifeste par l’inversion des réponses des capteurs dans certains cas. Cette propriété peut être exploitée pour la détection sélective de différents gaz, avec la même couche sensible modifiée par l’ajout de très faibles quantités de matière<br>This work focuses on improving the performance of WO3-based gas sensors with particular attention to the effect of metal additives on device sensing properties. The goal is to assess and improve the performance of sensors under different oxidizing and reducing gases. Two approaches have been taken: a theoretical approach which consists in the modeling of gas sensor resistance and an experimental approach which consists in modifying the surface of the sensitive layers by metal nanograins. The developed model allowed us to highlight the various intrinsic and structural parameters of the sensitive layer, in which it is possible to act to improve the performance of the sensors. The second approach is to add metallic nanograins. This method shows high efficiency on the sensor performance. Indeed, the results obtained with the gold nanoparticles show improved response, response and recovery times, and the time stabilization under ozone. It is the same for the additions of silver and palladium nanoparticles, even if the results are different. In the case of adding cobalt nanoparticles, a singular phenomenon is manifested by the sensor responses inversion in some cases. This property can be exploited for the selective detection of different gases, with the same sensitive layer modified by the addition of very small quantities of material

Bien que développés depuis plus de 50 ans, les capteurs chimiques (au sens large) et les capteurs de gaz plus particulièrement, sont toujours aujourd'hui en plein développement. Côté industriel, le marché global des capteurs chimiques et biochimiques connait la plus forte progression (+9,6%/an) depuis la fin des années 2000 avec un volume de 15 milliards de dollars en 2010 (10% pour le seul marché des capteurs de gaz). Ces dispositifs de détection offrent potentiellement des applications dans les principaux domaines qui sont le transport, l'environnement, la santé, l'industrie et l'agroalimentaire. On conçoit dès lors, que le marché de capteurs de gaz bas coût soit florissant et plein d'avenir. Les défauts des détecteurs actuels performants et commercialisés tels que les systèmes basés sur la détection infrarouge, électrochimiques ou encore à photo-ionisation, sont leur consommation en puissance de l'ordre du Watt, leur prix de revient mais aussi la complexité de leur électronique associée. Avec l'émergence des micro/nanosystèmes, nous assistons de plus en plus au développement de dispositifs miniatures, portables, " intelligents ", intégrant le (ou les) capteurs, l'alimentation, l'électronique de traitement et bien d'autres éléments ; on parle alors de nez électroniques intégrés. Parmi les capteurs développés à ce jour, les capteurs de gaz semi-conducteurs répondent le mieux encore aujourd'hui à ces besoins avec un coût de fabrication modéré (d'autant plus faible que le nombre fabriqué sera grand) ; ils sont en effet non seulement très bien adaptés aux techniques de la microélectronique mais peuvent intégrer également une grande diversité de matériaux tels que les oxydes métalliques, les polymères semiconducteurs et autres composites. De très nombreux travaux de recherches ont été réalisés et le sont encore à ce jour pour améliorer leurs performances, toujours perfectibles notamment en termes de sensibilité, de sélectivité, de stabilité, de reproductibilité, de rév ersibilité, de temps de réponse et de recouvrement. Les trois principales voies de recherche explorées dans nos travaux sont au niveau : i) de la technologie du détecteur (optimisation des matériaux et des étapes de fabrication), ii) de son mode de fonctionnement et iii) du traitement du signal au travers de quatre thèses. Les performances de nos structures sont à ce jour très largement supérieures à celles des capteurs commerciaux de même type. Depuis 2007, une thèse a été menée en collaboration avec l'équipe MINC (Micro et Nano systèmes pour les Communications sans fil) du LAAS pour développer, en totale rupture technologique, un nouveau transducteur électromagnétique permettant la détection de gaz à distance sans fil, sans consommation d'énergie par conséquent voué au déploiement de réseau de capteurs communicants. Les prospectives de recherche à court, moyen et long termes sur les dix prochaines années sont abordées. Elles s'appuient sur trois grandes idées en totale complémentarité : i. l'intégration de nouveaux matériaux nanostructurés vers une ultra sensibilité. L'étude des phénomènes de surface et de différentes voies de transduction permettrait d'envisager de nouvelles générations capteurs pour l'environnement mais aussi pour la santé. ii. le développement de nouveaux microsystèmes multicellules de détection, permettant une grande sélectivité en jouant sur des modes de fonctionnement évolués. L'objectif est de réaliser des nez électroniques intégrés pour de multiples applications. iii. le développement de nouvelles générations de capteurs communicants sans fil pour une cartographie olfactive de l'environnement encore appelée " intelligence ambiante ".