L’étude de nano matériaux pour l’élaboration de nano capteurs optiques. Application à la détection de fuites d’hydrogène. – (Nicolas Javahiraly / FeRMI / Séminaire). – 6/09/2024, 11H

Séminaires d’ouverture FeRMI

Nicolas Javahiraly, Laboratoire de bioélectrochimie et spectroscopie – Strasbourg

Abstract :
Vecteur d’énergie, l’hydrogène est actuellement utilisé dans diverses industries chimiques, pharmaceutiques, aérospatiales. Dans le contexte de transition énergétique actuel, son utilisation n’est que grandissante dans les applications de production, de stockage ou de distribution. L’industrie reposant sur l’utilisation de l’hydrogène gazeux rencontre des problèmes de sécurité dus aux propriétés chimiques et physiques de ce gaz (inflammabilité) d’où la nécessité d’élaborer de nouveaux systèmes de nano-détection ultrarapides et sensibles.

De nouvelles configurations de capteurs originaux ont été proposées : par exemple, un capteur SPR (Surface Plasmon Resonance) fibré à modulation de longueur d’onde utilisant des nanocouches de Pd comme matériau sensible à la détection du gaz. La zone sensible, déposée sur le cœur d’une fibre multimode, peut être par exemple, une configuration MIM (Metal/Insulator/Metal) multicouches d’argent, de silice et de palladium. La modulation spectrale de la lumière transmise par la fibre, basée sur un changement de permittivité, permet la détection de l’hydrogène. Une réponse plus fiable est alors envisagée pour ce capteur SPR basé sur une modulation spectrale plutôt qu’en intensité. Les épaisseurs des différentes couches définissent alors les performances du capteur. Une configuration optimale a alors été obtenue et nous a laissé entrevoir un futur prometteur, notamment via des systèmes à base de nanoparticules et de nanostructures originales.

D’autres types de capteurs utilisant des nanoparticules et/ou des réseaux de nanoparticules de différentes formes offrent également des performances tout à fait compétitives au regard des normes et des spécifications strictes dans diverses industries impliquées dans l’économie de l’hydrogène. Se pose alors la question de la faisabilité de nouveaux détecteurs ultrasensibles et très réactifs à base de nanoobjets originaux qui nous ont incité à entreprendre des études in situ à l’échelle nano-et subnanométrique, afin de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu lors de ces processus de détection