Méthode d'analyse sélective et quantitative d'un mélange gazeux à partir d'un microcapteur à oxyde métallique nanoparticulaire
Résumé
This work has been developed in the frame of Nanosensoflex European project, in the LAAS-CNRS laboratory at Toulouse. The aim of this project was to improve gas sensor technology and to optimize SnO2 sensing layer selectivity thanks to a new operating mode associated to a new technique of response treatment. In this context, this doctoral dissertation is focused on the last point: we have experimentally demonstrated that the shape of transient response curves of these sensors, using short temperature variations is affected by the surrounding atmosphere with a good reproducibility. Also, we have defined a temperature profile dedicated to CO detection in a mixture of NO2 and propane. This profile, with a total duration of 12s, includes 6 temperature steps and do not exceed a maximum temperature of 500°C. By consideration of shapes and time constants of the normalized response curves, associated to a Linear Discriminant Analysis, we managed to discriminate each gas mixture and then to quantify CO-concentration from 1 to 200 ppm, independently of relative humidity rate.
Cette thèse a été effectuée dans le cadre dun contrat Européen « Nanosensoflex » au sein du laboratoire LAAS-CNRS de Toulouse, qui visait à améliorer la technologie capteur et à optimiser la sélectivité grâce notamment à un nouveau mode opératoire associé à une nouvelle technique de traitement des réponses. Pour cela, nous avons démontré expérimentalement que la forme de la réponse transitoire de ces capteurs, au cours de variations très rapides de température, était fonction du mélange gazeux environnant de manière très reproductible. Aussi, nous avons pu définir un profil thermique adapté à la détection du CO dans le mélange de NO2 et propane. Il comporte 6 paliers de température compris entre 100°C et 500°C et nexcède pas au total 12s. Par la prise en compte des formes et temps associés issus des réponses normalisées dun capteur et dune méthode multifactorielle, nous avons discriminé chaque mélange gazeux et quantifier le CO entre 1 et 200 ppm indépendamment du taux dhumidité.