DOUBI Youssef
Le développement d’un capteur da gaz est devenu une nécessité pour connaitre le degré de pollution et contrôler en continu la qualité de l’air. Dans ma recherche nous avouns realisé des capteurs de gaz, ils doivent présenter une grande fréquence de fonctionnement, avec la possibilité de détecter de faibles variations de concentration de gaz. Nous essayons de développer de différents semi-conducteurs (oxydes métalliques) pour applications en capteur des gaz polluants. Nous avons élaboré des couches minces de TiO2, Co3O4 et SnO2 pures et dopés par la méthode spray pyrolysis. C’est une méthode chimique verte, facile, à bas cout permettant de réaliser des couches minces de bonne qualité. Le choix de ces matériaux est basé sur des études bibliographiques et théoriques approfondies. Avant de fabriquer ces capteurs, nous réalisions des optimisations classiques et systématiques permettant d’étudier les propriétés de ces matériaux et d’améliorer leur qualité.
- Optimisation classique : Dans cette partie de mes travaux, nous avons étudié les effets des différents paramètres qui peuvent affecter les propriétés physico-chimiques (l’effet du temps de recuit, température, temps de déposition, effet de solvant, effet de stabilisant chimique et dopages…). Le principe général de cette partie est de faire varier les paramètres d’une façon classique et d’étudier chaque paramètre séparément.
- Optimisation systématique : c’est une optimisation basée sur des méthodes numériques statistiques programmables permettant d’étudier les différents paramètres d’élaboration en même temps. Ceci nous a offert un gain d’énergie, de temps, et de produit par rapport à l’autre optimisation cité par avant.
Nous avons choisi la méthode de Taguchi couplé avec l’analyse d’ANOVA pour pouvoir former des plans d’expériences capables d’optimiser et d’améliorer les propriétés de matériaux en couche mince (TiO2 et SnO2). Ce qui a permis de trouver les conditions optimales avec lesquelles les matériaux fonctionnent de manière plus cohérente dans leurs applications en tant que capteurs de gaz. Ces couches ont été caractérisées par la spectroscopie Raman, Diffraction des rayons X et spectrophotométrie Uv-visible. Les résultats ont permis de mettre en évidence l’intérêt de ces optimisations pour améliorer la qualité de production (TiO2, SnO2). Suite à ces optimisations nous avons mis en œuvre un système de détection des gaz polluants, plus précisément le NO2. Nos capteurs répondent bien à de faibles concentrations de NO2 avec des temps de réponse et de recouvrement très courts par rapport à ceux de la littérature. Nous avons également acheté une bouteille de gaz de sulfure d’hydrogène (H2S) pour permettre de réaliser des comparaisons au niveau de la sensibilité et la stabilité entre la réponse de nos capteurs d’oxyde métalliques aux différents gaz.