Une équipe d’ingénieurs et de chimistes de l’université du Colorado Boulder, de l’Institut de technologie de Californie, de l’université de Californie Santa Barbara et de trois entreprises travaille sur une technologie innovante pour contribuer à améliorer la sécurité dans les installations industrielles.
L’idée est d’utiliser un dispositif laser pour identifier et analyser rapidement les particules en suspension dans l’air en cas d’accident industriel.
Une nouvelle technologie laser pour détecter les menaces chimiques en suspension dans l’air
Le dispositif en cours de développement, appelé Standoff Aerosol measUrement Remote Optical Network (SAURON), tire son nom du méchant de la série de livres Le Seigneur des anneaux – une présence qui prend souvent la forme d’un œil flamboyant dont “le regard pénètre les nuages, les ombres et la terre”.
Telle est l’idée : un œil qui voit tout, capable de détecter les aérosols dangereux dans un arrière-plan encombré d’autres substances.
Greg Rieker, professeur au département Paul M. Rady de génie mécanique et chercheur principal du projet.
SAURON se concentrera sur les aérosols, terme qui désigne un large éventail de petites particules flottant dans l’air. Certains aérosols peuvent contenir des substances chimiques présentant des risques graves pour l’homme, comme les hydrocarbures aromatiques polycycliques. Le nitrate d’ammonium, un ingrédient courant dans les explosifs, forme également des aérosols, tout comme le fentanyl, une drogue opioïde qui peut être mortelle même en petites quantités.
Pour détecter ces risques, l’équipe a recours à une technologie récompensée par un prix Nobel, les lasers à peigne de fréquence. Ce projet pourrait contribuer à protéger la population contre un large éventail de menaces aériennes, des accidents industriels aux attaques chimiques dans les villes bondées.
Les lasers seraient alimentés par des piles et pourraient donc être déployés dans un aéroport, dans des quartiers ou sur des sites industriels où des matières dangereuses sont utilisées. Les gens sauraient immédiatement s’il y a une défaillance ou une fuite.
Scott Diddams, professeur au département d’ingénierie électrique, informatique et énergétique.
La détection des aérosols dangereux n’est pas une tâche facile, surtout si l’on considère la complexité de l’air que nous respirons. Compte tenu du grand nombre de composés différents, tels que le méthane et le dioxyde de carbone, présents dans l’atmosphère à tout moment, il peut être difficile de différencier les aérosols dangereux des aérosols inoffensifs.
L’utilisation de lasers à peigne de fréquences dans le cadre du projet SAURON pourrait permettre de faire le tri dans ce fouillis et d’identifier plus rapidement et plus précisément les aérosols dangereux.
L’équipe du JILA, un institut de recherche commun à CU Boulder et au National Institute of Standards and Technology (JILA), a été la première à utiliser les lasers à peigne de fréquence en métrologie quantique et dans les horloges optiques. Ces lasers émettent un faisceau de lumière avec des millions de couleurs simultanément, ce qui leur permet d’agir comme un scanner d’empreintes digitales pour les aérosols, en démêlant les signaux provenant même de minuscules concentrations de particules ou de gaz dans l’air.
LongPath Technologies est une entreprise cofondée par Rieker en 2017 qui utilise ces outils pour rechercher les fuites de méthane dans les installations pétrolières et gazières.
À l’avenir, les chercheurs de SAURON s’efforceront de rendre leurs lasers encore plus sensibles et beaucoup plus compacts. L’équipe utilise une technologie innovante de “photonique intégrée” développée par Kerry Vahala au Caltech, John Bowers à l’UC Santa Barbara et les entreprises Nexus Photonics et hQphotonics. Au lieu d’utiliser des signaux électroniques, ils utilisent des puces qui peuvent transmettre des informations à l’aide de faisceaux lumineux.
Les chercheurs transforment la science fondamentale en technologies pratiques qui peuvent contribuer à la sécurité des personnes.
Nous prenons des technologies qui ont été développées pour la science quantique et nous les transposons à un large éventail d’applications.
Vía www.colorado.edu
