Les nanocapteurs au coeur de la ville de demain

Les environnements dans lesquels nous évoluons, qu’ils soient artificiels (bâtiments, véhicules, infrastructures de transport) ou naturels (espaces verts, réserves d’eau, parcs), sont de plus en plus analysés en temps réel par des capteurs afin d’optimiser leur fonctionnement. Portée par un Internet des Objets en plein essor, cette intelligence du monde est essentielle au développement durable de nos sociétés puisqu’elle permet de préserver nos ressources naturelles tout en améliorant notre qualité de vie.

Laurence Bodelot, chercheuse et maître de conférences au Laboratoire de Mécanique des Solides de l’École polytechnique, et Bérengère Lebental, chercheuse à l’IFSTTAR (Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l’Aménagement et des Réseaux) et au Laboratoire de Physique des Interfaces et Couches Minces de l’X, font partie de l’équipe NACRE* et consacrent leurs recherches à tous les aspects des nanocapteurs, de leur fabrication jusqu’à la garantie de leur fiabilité. Soutenu dans le cadre de la deuxième Campagne de levée de fonds, leur projet vise à développer un répertoire de nanocapteurs avec un principe fondateur : garantir leur applicabilité réelle en caractérisant précisément leur comportement et en maîtrisant leur fiabilité.

« Les nanocapteurs ont la capacité de révolutionner le monde, mais il n’existe pas de preuves concrètes qu'ils puissent fonctionner de façon fiable en environnement réel. Notre objectif est d'aller au-delà de la simple preuve de concept et de garantir leur applicabilité et leur fiabilité en situation urbaine. Pour cela, nous cherchons à caractériser finement les nanocapteurs et à simuler un environnement réel en laboratoire, grâce à la plateforme PLATINE que nous avons créée spécifiquement à cet effet », expliquent les deux chercheuses. Leur projet se compose ainsi de trois volets : produire des nanocapteurs en grandes séries à bas coût grâce à des techniques comme l’impression jet d’encre, caractériser ces derniers en environnement réel et enfin, étudier leur fiabilité, leur durée de vie et les mécanismes physiques à l’origine de leur endommagement.

Les applications des recherches de Laurence Bodelot et de Bérengère Lebental sont extrêmement larges. Les nanocapteurs peuvent en effet permettre de mesurer en temps réel tous les facteurs qui nous entourent : la pollution de l’air, la qualité de l’eau ou encore le vieillissement des matériaux de construction et donc l’état d’une infrastructure. Leurs travaux ont notamment donné lieu à la création d’Altaroad, une start-up qui propose d’améliorer la durabilité et la sécurité des infrastructures routières grâce à une solution associant réseau de nanocapteurs enfouis dans les routes et intelligence artificielle. L’analyse des données ainsi collectées permet par exemple de caractériser finement l’état de la route pour mieux programmer les travaux d’entretien. Par ailleurs et dans le cadre du projet européen Proteus, l’équipe Platine a également développé de nouveaux capteurs capables de mesurer le pH, le chlore, le nitrate, le calcium et le chlorure dans l’eau, faisant ainsi de cette équipe une référence en la matière.

Depuis le lancement de la deuxième Campagne de levée de fonds en novembre 2016, le projet « Environnements intelligents : nanocapteurs et nanofiabilité » bénéficie du soutien des donateurs. « Les fonds collectés nous ont permis de financer la plateforme PLATINE, d’acquérir du matériel nécessaire au développement des nanocapteurs, mais également de renforcer notre équipe qui compte aujourd’hui une quinzaine de membres permanents et non permanents », indiquent Laurence Bodelot et Bérengère Lebental. « Dans le domaine de la recherche applicative qui fonctionne usuellement par appels à projets, le soutien de la Campagne est essentiel pour avoir une activité pérenne et de qualité », concluent-elles.

* NACRE (Nanocapteurs pour des Cités Respectueuses de l’Environnement) est une équipe de recherche commune entre l’IFSTTAR, le Laboratoire de Physique des Interfaces et des Couches Minces de l’X et le Laboratoire de Mécanique des Solides de l’X.

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