Les micro-capteurs analysent les gaz
Lors de l'utilisation du feu alimenté par le gaz naturel pour chauffer l'eau, il est difficile de réfléchir à la façon dont les microtechnologies et les nanotechnologies peuvent aider à améliorer cette expérience. Ces technologies peuvent néanmoins servir, par exemple, à mesurer la qualité du gaz naturel sur le moment et même dans la maison du consommateur. C'est ce que ce petit appareil est capable de faire. Il remplit la fonction des machines de laboratoire grandes et coûteuses en recueillant les caractéristiques du gaz naturel. Le résultat est précis et immédiat.
ENRIQUE CASTAÑO; ard du projet, CICmicrogune : Le gaz a de nombreuses origines en Algérie, dans la mer du Nord, en Russie, et ils ont tous un pouvoir calorifique différent. Cela n'a pas beaucoup d'importance du point de vue du gaz qui vient à la maison, mais dans les processus industriels, il est essentiel de connaître cette donnée.
L'objectif final du projet est de développer un compteur de gaz intelligent avec le microgénérateur à l'intérieur.
IRENE CASTRO; charbonnier, CICmicrogune: En bref, nous avons un substrat piézoélectrique dans ce cas de quartz, et nous plaçons au-dessus des électrodes métalliques, ces électrodes produisent l'excitation mécanique sur le substrat, une onde se forme et l'onde se propage à la surface, et la vitesse sera différente selon l'environnement
Supposons que le capteur soit dans l'aquarium, en contact avec le fluide. Eh bien, la vague est générée par le capteur lui-même, comme s'il s'agissait d'un marteau, et l'appareil lui-même mesure sa propagation. Le fluide au-dessus de lui déterminera la vitesse et l'amplitude des ondes le long de la surface du micro-capteur. Plus le contour est épais ou visqueux, plus la vague se répandra difficilement.
ENRIQUE CASTAÑO; ard du projet, CICmicrogune : Donc, en mesurant l'amplitude de l'onde passant d'un point A à un point B, ou en connaissant la vitesse à laquelle elle se propage, nous connaissons la viscosité de ce gaz et donc sa capacité calorifique.
C'est ce qu'on fait au labo. Ils caractérisent différents échantillons de gaz naturel. Le gaz passe par ces tuyaux et pénètre dans la chambre où se trouve le capteur. La lecture de l'onde qui atteint le point B nous donnera les caractéristiques du gaz.
ANGEL GUTIERREZ; R&D zuz., edp-naturgas:EDP-Naturgas nous sommes dans la salle de contrôle de l'énergie, à partir de là nous surveillons tout notre réseau de distribution de gaz
EDP-Naturgas est le chef de file de l’équipe à l’origine du projet. Les paramètres que vous recevez maintenant ici sont la pression et la température du réseau de distribution. À l'avenir, ils mesureront la qualité du gaz, c'est-à-dire son pouvoir calorifique, à la maison du client ou à l'usine elle-même...
ANGEL GUTIERREZ; R&D col., edp-naturgas: Si nous connaissions le pouvoir calorifique en ligne et de première main, nous serions également en mesure de surveiller les paramètres de combustion, de corriger les erreurs de combustion et d'être plus efficaces d'une certaine manière, en économisant de l'énergie et en utilisant le gaz de manière plus rationnelle.
L'idée est en outre d'utiliser cette donnée pour calculer ce qui doit être payé, ainsi que les mètres cubes.
Il y a des bâtiments malades. Ceux qui vivent ou travaillent là-bas souffrent d'inconforts et de maladies parce que l'air qu'on y trouve est de mauvaise qualité. Jusqu'à présent, le confort d'une pièce était surveillé en fonction de la température, de l'humidité ou, tout au plus, de la quantité de CO2, et l'air était conditionné en conséquence. Cependant, avec l'apparition de phénomènes tels que le syndrome du bâtiment malade, il a été observé que ce n'est pas suffisant et que la qualité de l'air est également mesurée en fonction d'autres composants.
ENRIQUE CASTAÑO; ard du projet, CICmicrogune : Par exemple, l'odeur plastique que nous avons déjà perçue, l'odeur de nouveauté que l'on perçoit en entrant dans une voiture, ces odeurs sont causées par des composés organiques volatils : le benzène, les formaldéhydes, etc. Il n'y a pas de microsenters sur le marché capables de mesurer ces gaz. Chez CICmicrogun, nous travaillons pour que le contrôle de l'air dans ce domaine soit également intelligent.
Les ondes de surface ne sont pas utilisées pour détecter ces gaz. Dans ce cas, on utilise des nanofils, des fils nanométriques, beaucoup plus fins qu'un cheveu. La résistance électrique de ces nanofils, c'est-à-dire leur capacité à conduire l'électricité, varie en fonction du gaz qui les entoure et de la concentration de ce gaz.
ENRIQUE CASTAÑO; ard du projet, CICmicrogune : C’est un avantage parce que vous pouvez savoir s’il y a des gaz en mesurant la conductivité des fils, mais c’est aussi un problème, parce qu’ils répondent à n’importe quel gaz et je ne suis pas intéressé par n’importe quel gaz, je veux savoir si c’est du benzène ou du formaldéhyde dut.Orduan que ces nanohari doivent “tuner”, nous devons travailler pour qu’ils détectent le gaz que nous voulons.
La partie des capteurs qui réagit au gaz, la partie sensible, est organisée comme un échiquier. Chaque carré, cette zone du nanohari, est dopé avec de petites quantités d'impuretés, c'est-à-dire que des éléments qui modifient ses caractéristiques électriques sont ajoutés. Il s'agit généralement de métaux nobles, comme le palladium ou le platine, et il est préparé pour qu'il réagisse avec le gaz désiré et non avec un autre.
Dans le laboratoire, la résistance électrique de chaque zone du capteur est calibrée. En mélangeant des composés volatils en quantités déterminées et en insérant l'appareil dans ce cocktail, il ne fera que déclencher l'alarme au-dessus des concentrations dangereuses pour la santé, pour ainsi dire. Naturgas veut utiliser cette capacité de détection de l'appareil comme un facteur de sécurité.
JUAN RAMÓN ARRAIBI ; distribution col., edb-naturgas : Par exemple, s'il y a trop de monoxyde de carbone dans une installation, nous savons en ligne qu'il y a un danger. Jusqu'à présent, les clients nous appelaient dans de tels cas, il y a un problème et cela, grâce à ce projet, nous pouvons le savoir en ligne, sur le moment, ce qui serait très important en termes de certitude.
Ou s'il y a une fuite de gaz, ils seraient prévenus dans une salle de contrôle comme celle-ci. En plus du gaz naturel, ils intégreraient les capteurs dans les systèmes de climatisation en permettant de détecter les concentrations dangereuses de composés volatils, de sorte qu'ils puissent commencer à purifier l'air au-delà d'un certain niveau.
JURGI GLEZ DE TXABARRI; investigateur CICmicrogune: C'est le prototype que nous avons pour l'instant, notre idée est de le rendre adapté à l'air comme élément supplémentaire pour savoir si l'air que nous avons dans les chambres est de bonne qualité ou non. Nous avons ici des filtres pour déshumidifier l'air et augmenter la température, ici le capteur, et enfin une pompe pour contrôler le flux d'air.
Le prototype est presque prêt à l'emploi, et l'on s'attend à ce qu'il soit bientôt un dispositif conventionnel dans le laboratoire.
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