Le nano-analyseur de gaz arrive dans les process

Le 03/12/2012 à 12:32  

La start-up grenobloise Apix Technology, associée à Astute/EIF, a dévoilé le premier système d’analyse de gaz du marché reposant sur une technologie Nems (Nano-electro-mechanical systems) et le concept NeSSI.

 

Beaucoup de personnes l’ont imaginé, certains ont cherché à le concevoir… mais l’analyseur de gaz à l’échelle nanométrique se faisait encore attendre pour les applications industrielles. Et la jeune pousse grenobloise Analytical Pixels (Apix) Technology l’a fait ! A l’occasion de l’édition 2012 de l’International Micro-Technologies Conference (IMTeC), la société a en effet dévoilé l’analyseur de gaz Max-One, le premier instrument analytique industriel commercial du marché basé sur la technologie Nems (Nano-electro-mechanical systems).
« Nous avons réalisé une véritable percée dans le domaine de l’analyse industrielle in situ, en faisant bénéficier l’efficacité du lab-on-chip à ce secteur, avance Philippe Andreucci, directeur des opérations et l’un des trois fondateurs avec Eric Colinet et Pierre Puget d’Apix Technology. Nous nous inspirons de la révolution de la microélectronique qui permet de réduire les coûts, sans toutefois réinventer la roue. L’intégration des méthodes d’analyse est certes complexe mais l’évolution technologique (capteurs, procédé, règles de conception…) le permet maintenant. »
A l’échelle du Max-One, le principe de détection(*) repose sur un résonateur dont la fréquence de résonance varie avec l’ajout d’une molécule (masse). Pour donner une idée, si c’est possible, les dimensions de la “nanobalance” sont de 3 µm de long et de 300 nm de large. La fabrication de ces nanobalances se fait en technologie 90 nm sur des wafers de 200 mm regroupant environ 1 000 puces chacun. Et chacune des puces pourra contenir jusqu’à 100 voire 500 Nems… « Compte tenu de la réduction d’échelle, les performances sont significativement augmentées, en termes de rapport signal sur bruit, de sensibilité (limite de détection d’environ 0,1 ag [attogramme, soit 10-18 g, NDR]), de robustesse du système, etc. Un analyseur Nems en défaut ne pose pas de problème car il en reste 99 ou 499 autres », explique Philippe Andreucci. D’autres innovations ont par ailleurs porté sur l’architecture électronique, notamment pour suivre de très faibles variations de fréquence. En plus de la réduction de la taille d’un facteur 10 à 100 par rapport aux appareils actuels, les analyseurs Max-One se distinguent par une maintenance se résumant à dévisser six vis et débrancher une carte électronique… en attendant d’être véritablement Plug & Play.
« Démocratiser les outils analytiques »
Pour assurer la continuité fluidique entre le prélèvement et le détecteur proprement dit et éviter les volumes morts qui pénalisent les performances, la jeune société a développé un étage de séparation constitué notamment d’une colonne de 1 m de longueur et de 100 µm de diamètre, en technologie CMOS, et de millivannes dynamiques, pour l’instant. « En travaillant avec des volumes de gaz extrêmement petits, on réduit non seulement les risques éventuels mais aussi l’énergie nécessaire pour chauffer le détecteur, par exemple », ajoute Philippe Andreucci. Premier appareil de la plate-forme générique GCAP (Gas Chromatography Analytical Pixels), le Max-One, qui est destiné aux applications de suivi des process, dispose de cinq détecteurs, d’une colonne de prélèvement compatible NeSSI (New Sampling/Sensor Initiative) développée avec la société EIF/Astute, et d’un boîtier Atex, utilise de l’air filtré comme gaz vecteur, etc.
D’autres produits seront lancés dans les deux, trois prochaines années, pour les applications de chromatographie 1D et 2D, en laboratoire ou sur le terrain. Apix Technology a l’ambition de démocratiser d’ici 10 à 15 ans les outils analytiques en proposant au plus grand nombre des analyseurs de gaz économiques (comparés aux modèles traditionnels valant jusqu’à 20 000 euros) pour, notamment, multiplier les points de mesure. « L'analyse de gaz à technologie Nems peut servir pour le suivi de procédés chimiques et pétrochimiques ou des émissions de gaz, la sécurité (détection de fuites), la qualité d’air en milieu industriel, et bien d’autres marchés encore comme la défense, la détection de biomarqueurs », conclut Philippe Andreucci.
Cédric Lardière

(*) La technologie développée par Apix Technology, fabless créée en 2011, est issue des laboratoires français CEA/LETI-Minatec et américain Caltech (California Institute of Technology).