Mines Saint-Étienne dispose d’un plateau d’excellence dédié à la conception, la fabrication et la caractérisation de capteurs environnementaux et industriels. Notre expertise couvre l’ensemble de la « chaîne capteur », depuis l’élaboration des matériaux jusqu’à l’évaluation des capteurs en conditions banc gaz synthétique. Les travaux s’appuient sur des compétences en sciences des matériaux, mise en forme, électrochimie, associées à une forte capacité expérimentale (instrumentation et métrologie des gaz).
Unité de mise en forme et prototypage
Les matériaux sensibles sont élaborés et fonctionnalisés, puis mis en forme en revêtements minces ou épais. Pour ce faire, l’équipe développe des solutions ou des encres et maîtrise des techniques de mise en forme de dépôts par voie humide. Cela permet le développement de capteurs prototypes, sur différents supports, rigides ou flexibles, et adaptés à différents types de fonctionnements (température ambiante ou haute température en environnement sévère par exemple).
- Dépôt par voie humide
Électrodéposition, sérigraphie, jet d’encre. - Autres outils de mise en forme
Coulage en bande, gravure laser, pulvérisation cathodique, fours haute température.
Bancs de tests et caractérisation métrologique
Une attention particulière est portée à l’évaluation des capteurs. L’équipe développe, à façon, des bancs de test sous gaz, permettant de travailler en température, avec des gaz de nature différente.
Évaluation des performances sous gaz
- Génération gazeuse
Capacité de génération du ppb au %. - Environnement contrôlé
Bancs de tests automatisés avec régulation du débit, de l’humidité, température contrôlée. - Monitoring & acquisition
Unités électroniques dédiées pour le contrôle des capteurs, l’acquisition de données et le traitement du signal en temps réel.
Modélisation comportementale de système multicapteurs.
Mesures électriques et électrochimiques
- Potentiostats-galvanostats, dont un couplé EQCM et un autre équipé d’un analyseur de réponses en fréquences pour l’impédance complexe (EIS).
- Développement d’unités électroniques pour le monitoring de capteurs : mesures électriques et contrôle.
Analyses physico-chimiques
Pour comprendre les interactions solide-gaz et garantir la fiabilité des capteurs, le plateau s’appuie sur des outils d’analyse de pointe :
- Caractérisation des matériaux
Accès aux technologies MEB, TEM, DRX et analyses thermiques. - Analyses spectroscopiques
Caractérisation chimique fine via XPS, Raman, FTIR et ICP. - Analyse de l’environnement gazeux
- Chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS).
- Analyseurs de gaz de référence pour le suivi des polluants (NOx, CO, NH3, O2, etc.).
- Équipement de thermodésorption et chimisorption pour l’étude des interactions de surface.
Domaines d’application
- Qualité de l’air
Monitoring urbain et intérieur (gaz, particules). - Industrie & Sécurité
Détection de fuites, contrôle de combustion et sécurité des procédés, détection d’explosifs, électronique imprimée. - Santé
Prédiagnostics de maladies via l’analyse de l’haleine.
📞 Contact et accès
Le plateau est ouvert aux collaborations académiques et aux prestations industrielles.
Mathilde RIEU
