Au terme de cycles itératifs d’optimisation et de validation, l’Université Radboud a réussi à mettre au point le premier prototype de capteur QCAP. Tous les sous-composants fonctionnels ont été entièrement intégrés dans une plate-forme transportable et le système a été livré avec succès au VCBT (Centre flamand pour la conservation des produits horticoles) pour la détection en temps réel de traces de gaz.
Les activités de R&D sont rarement un long fleuve tranquille et les méandres qui ont mené au capteur QCAP ne font certainement pas exception à la règle. Au cours des deux dernières années, les chercheurs QCAP de l’Université Radboud ont repensé l’architecture matérielle/logicielle et ont ainsi débouché sur la réalisation du premier prototype de capteur QCAP robuste, compact et sensible.
Ce prototype est équipé d’une puissante source lumineuse supercontinuum émettant dans le moyen infrarouge (à large bande) fourni par NKT Photonics. Les chercheurs ont intégré un photodétecteur de référence dans le spectromètre afin de compenser la dérive de puissance de la source lumineuse, améliorant ainsi la stabilité à long terme du capteur. Le système complexe de traitement des gaz du prototype est spécialement conçu pour les applications du VCBT qui utilise principalement des petits (~10 litres) et moyens (300 litres) conteneurs de stockage. Un piège à eau polyvalent a été également implémenté afin de permettre la détection de plusieurs espèces de gaz avec une interférence réduite de l’eau. Il convient de souligner que les expériences préliminaires de fermentation de pommes à l’échelle du laboratoire donnent des résultats très prometteurs avec une reproductibilité élevée, atteignant avec succès une sensibilité inférieure au ppm pour la détection de l’éthanol.
Pour ce qui est du trajet de 210 km entre l’Université Radboud et le VCBT pendant l’une des journées les plus glaciales de l’hiver dernier, il n’est pas étonnant que le prototype du capteur soit passé en hibernation à -4 °C. Heureusement, la chaleur de l’accueil des chercheurs locaux l’a réveillé et, ce qui est encore plus passionnant, les premières empreintes d’absorption d’éthanol à large bande sont apparues à l’aube après l’obscurité de la nuit.
Les mesures associées au premier essai sur un véritable conteneur de stockage de poires donnent des résultats très prometteurs. Une concentration d’éthylène de 45,3 ppm a été détectée avec succès par le prototype du capteur QCAP, ce qui est parfaitement cohérent avec la concentration prévue de 43,5 ppm validée par chromatographie en phase gazeuse et spectrométrie de masse (GC-MS). Des expériences contrôlées impliquant diverses autres espèces de gaz sont en cours. Les réactions et feed-back qu’elles susciteront seront utiles pour développer et améliorer le deuxième prototype de capteur pour les applications de stockage de pommes de terre à l’Université de Cranfield.
La recherche sera présentée lors de la Conférence sur les lasers et l’électro-optique / Europe (CLEO Europe) en juin prochain à Munich.