Projet ANR-13-BS03-0010 – CAMUS : Microcapteurs de gaz ultrasensibles à transduction micro-onde et matériaux carbonés.
Programme : Blanc - SIMI 3 - Matériels et logiciels pour les systèmes et les communications (Blanc SIMI 3) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Madame Corinne DEJOUS (Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système)
Partenaires : CNRS International - NTU - Thales Research Alliance; Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie; Laboratoire de l'Intégration, du Matériau au Système; Laboratoire X-LIM
Montant : 469248.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 48 mois
Résumé : Dans les domaines de la sécurité, de la santé et de l’environnement, la détection d’espèces gazeuses, composés organiques volatils (COVs) et vapeurs toxiques, constitue une préoccupation sociétale majeure. L’explosion ces dernières années du marché des télécommunications a permis de voir apparaître le concept de réseaux de capteurs. Ce nouveau concept d’objets communicants répond à la demande croissante de déploiement de réseaux de capteurs pour des applications distribuées de surveillance et d’analyse. Ces systèmes reposent sur une architecture bâtie autour de capteurs autonomes sans fil constitués d’une part de matériaux nanostructurés très performants en termes de sorption d’espèces chimiques et totalement intégrables et d’autre part de nouveaux circuits électroniques de communication à faible coût reportés sur substrats souples au moyen des nouvelles technologies imprimées. Ainsi, l’effort de recherche nécessite une approche pluridisciplinaire autour de l’ingénierie de nouveaux matériaux, des mécanismes de transduction et des ondes électromagnétiques hyperfréquences. 
C’est dans cette optique de recherche que s’inscrit le projet CAMUS (CArbon & Microwaves-based Ultrasensitive gas Sensors) proposé par un consortium de quatre laboratoires aux compétences complémentaires : IMS Bordeaux UMR 5218, XLIM Limoges UMR 7252, IEMN Lille UMR 8510 et CINTRA Singapoure (UMI CNRS-NTU-THALES).
Dans ce projet, nous proposons la réalisation d’une plateforme de transduction hyperfréquence associée à des matériaux nanostructurés, graphène et nanotubes de carbone (CNTs), permettant l’extraction des perturbations des propriétés de conductivité et de permittivité diélectrique engendrées par l’interaction de ces matériaux avec des espèces cibles. Ainsi, notre approche vise la démonstration de la faisabilité d’un résonateur passif hyperfréquence sur substrat souple dédié à la détection de composés chimiques à l’état de vapeurs. Ce positionnement très novateur par rapport aux classiques dispositifs de détection chimique (capteurs à oxydes métalliques, micropoutres, dispositifs à ondes acoustiques, transistors à effet de champs...) se justifie par notre volonté de développer de nouvelles méthodologies d’analyses temps réel, autonomes et nomades. Dans cette perspective, nous avons fait le choix de concentrer notre effort de recherche uniquement sur la tête de mesure constituée d’une couche sensible de reconnaissance de l’espèce chimique cible (matériau nanostructuré), d’une plateforme de transduction hyperfréquence (résonateur planaire passif) et d’une électronique de conditionnement (électronique de rétroaction oscillateur).  La valeur ajoutée de cette étude se trouve dans le développement de plateformes de détection dédiées à haute sensibilité en étudiant les mécanismes de perturbation d’un résonateur planaire hyperfréquences. Une étude bibliographique préliminaire et la forte expertise du laboratoire IMS dans le développement de capteurs chimiques nous conduisent à adresser la gamme de fréquence [2-10]GHz comme une solution pertinente pour répondre à notre objectif de plateforme de détection chimique. Les aspects conformables de ces structures apportent des avantages significatifs pour l’intégration (vêtement intelligent, étiquette intelligente…). Par ailleurs, cette plateforme de transduction hyperfréquence offre aussi l’avantage d’être adaptable à une gamme étendue de matériaux sélectifs à différentes vapeurs chimiques cibles.
Ce projet se décompose en trois volets :
1. Modélisation-Conception de dispositifs de transduction hyperfréquences (résonateur passif planaire), IMS-XLIM. 
2. Fabrication des dispositifs résonateurs par impression jet d’encre sur substrat souple et élaboration des couches sensibles : graphène (technique CVD) et CNTs (technique jet d’encre), CINTRA-IEMN.
3. Fabrication d’une cellule de test sous gaz et réalisation d’une électronique de mesure (oscillateur) et évaluation du capteur sous atmosphère contrôlée, IMS.