Paul Maierhofer avec son minuscule capteur de particules, le carré noir au milieu du tableau
La pollution atmosphérique impliquant des poussières très fines, telles que les particules PM2,5, constitue une grave menace pour la santé humaine. Les scientifiques autrichiens ont mis au point ce qu’ils appellent le plus petit capteur de particules du monde, conçu spécialement pour détecter ces polluants nocifs et offrir une image très localisée de la qualité de l’air en l’intégrant dans des vêtements et des appareils mobiles.
Selon l’Organisation mondiale de la santé, la pollution de l’air contribue à plus de quatre millions de décès prématurés chaque année. Alors que les particules PM10 d’un diamètre de 10 microns ou moins peuvent également se frayer un chemin jusqu’à leurs poumons, les particules PM2,5 plus fines sont encore plus dangereuses, car elles peuvent pénétrer la barrière pulmonaire, se glisser dans la circulation sanguine et, par une exposition chronique, provoquer des formes graves de maladies cardiovasculaires et respiratoires, ainsi que d’autres problèmes de santé.
Les concentrations de particules PM2,5 peuvent être mesurées par des stations de surveillance situées autour des villes et des régions. En fait, l’Agence américaine de protection de l’environnement utilise un réseau national de ces stations pour suivre les tendances de la qualité de l’air. Mais les scientifiques de l’université technologique de Graz (TU Graz) en Autriche ont travaillé sur une solution plus rentable, plus compacte et plus polyvalente, qui peut alerter les utilisateurs individuels des conditions dangereuses en temps réel.
Les chercheurs ont fait équipe avec le fabricant de semi-conducteurs Ams AG et les scientifiques de Silicon Austria Labs pour réduire au minimum les instruments utilisés dans les dispositifs conventionnels de surveillance de la qualité de l’air. Le résultat de cet effort a été un capteur mesurant 12 x 9 x 3 mm, un peu plus petit qu’une paire de pièces de cent d’euros empilées les unes sur les autres.
Le capteur, le carré noir au milieu de la carte, mesure 12 x 9 x 3 mm (0,47 x 0,35 x 0,11), un peu plus petit qu’une paire de pièces de centimes d’euros empilées les unes sur les autres
« Le capteur est à la limite de ce qui est physiquement et techniquement possible et nécessite de nombreuses astuces pour fonctionner à cette taille », explique Paul Maierhofer, de l’Université technique de Graz, qui a dirigé les recherches.
À cette taille, le capteur peut facilement être intégré dans des smartphones, des montres intelligentes ou des bracelets de fitness pour surveiller en temps réel la présence de fines particules dans l’air, et même alerter l’utilisateur lorsque les niveaux autour d’eux sont dangereusement élevés. L’équipe imagine que cela aidera les utilisateurs à adopter des habitudes saines en leur offrant une image plus claire des endroits où la pollution s’accumule dans leur région.
« Par exemple, en évitant les itinéraires particulièrement pollués lors du jogging ou sur le trajet quotidien pour se rendre au travail », explique Alexander Bergmann, directeur de l’Institut des mesures électriques et des systèmes de capteurs à l’Université technique de Graz et directeur de thèse de Paul Maierhofer.
En outre, l’équipe indique que le capteur pourrait également être utilisé à la maison ou dans des applications locales extérieures, et vise à rendre le capteur disponible à un coût nettement inférieur aux solutions actuellement disponibles.
« La surveillance étroite et complète de la qualité de l’air a échoué jusqu’à présent en raison de la taille, de la complexité et du coût des capteurs de mesure actuellement disponibles », explique Alexander Bergmann. « Notre capteur de particules comble une lacune dans ce domaine ».
