Utilisation de structures résonantes en bandes pour la réalisation de capteurs. Application à la détection en milieux liquides et gazeux.

Abstract

Nous présentons ici un nouveau principe de capteurs chimiques, basé sur la perturbation des ondes électromagnétiques par les modifications des propriétés physiques d'une couche sensible servant d'interface entre les espèces chimiques à détecter et une structure résonante micro onde. Après une synthèse bibliographique des méthodes de calcul en hyperfréquences, nous avons élaboré des filtres passe-bande à bande étroite, à partir de résonateurs planaires demi-onde. Puis nous avons étudié les perturbations induites par une variation de permittivité sur la propagation dans une structure multicouche. La sensibilité à la variation de permittivité a ainsi été évaluée. Les structures résonantes ont été ensuite réalisées gr’ce à la technologie des couches épaisses au Laboratoire IXL puis équipées de interfaces chimiques polymères. Les capteurs ainsi constitués sont placés en réaction sur un amplificateur afin de former un oscillateur dont la fréquence d'accord est susceptible de varier lors de l'introduction de polluants. Des polyimides utilisés en couches sensibles à l'humidité ont permis de démontrer la faisabilité de ce principe de détection. Des essais ont également été menés avec un polysiloxane développé par Thomson-LCR pour la détection de composés organophosphorés. Enfin des cellules de tests ont été spécifiquement élaborées pour la détection en milieu liquide.