Nez et langue électroniques : analyser n’est pas toucher


On sait aujourd’hui reproduire les sens humains avec des capteurs électroniques. Une technologie complexe, très utile et de plus en plus largement exploitée.

Seriez-vous capable de donner la composition d’une colle en la reniflant ? Sans doute pas. Les arbitres de la Fédération internationale de ping-pong non plus : pour repérer les solvants dans la colle des raquettes (interdits par les règlements depuis 2008),  ils les reniflent avec des nez électroniques.

“Les nez électroniques permettent de tester chimiquement un objet sans le toucher : aujourd’hui on les utilise aussi bien pour évaluer la pollution dans l’air que pour repérer un produit alimentaire périmé”, résume Nicole Jaffrezic-Renault de l’Institut des Sciences Analytiques (ISA) de l’Université Claude Bernard Lyon 1. Son équipe a obtenu des résultats surprenants sur des échantillons de lait. A l’aide d’un nez et une langue électroniques et grâce à une méthode originale de traitement de données, ils ont réussi non seulement à distinguer l’âge des échantillons (de 1 à 5 jours) mais aussi la marque des laits.

Comment renifler électroniquement

Les nez et langues électroniques sont des dispositifs complexes qui reproduisent le fonctionnement des sens humains. Dans le cas du “nez”, les capteurs de gaz repèrent des composés volatiles (les molécules chimiques dites odorantes). Pour “la langue”, des électrodes enregistrent un signal électrique qui varie en fonction de la composition du liquide. Les capteurs ou les électrodes envoient les informations obtenues à un appareil qui les met en forme puis les transmet à un ordinateur pour analyse.

Tout le monde a déjà pu remarquer que le vieux lait a une odeur et un goût particuliers : les composants chimiques qui en sont responsables apparaissent à mesure du vieillissement et sont électroactifs, c’est-à-dire capables d’échanger des électrons avec des métaux”, précise Nicole Jaffrezic-Renault. “Nous n’avons pas essayé de les identifier, par exemple en leur donnant des noms, mais de les caractériser à partir du signal électrique qu’ils renvoient selon l’âge du lait.” Le dispositif s’est montré capable de mieux reconnaître les laits en croisant les deux types de données, les “volatiles” et les “liquides”. Plus étonnant encore, la marque des laits a également pu être identifiée : “On remarque qu’en fonction des traitements de pasteurisation et sans doute aussi des conservateurs, tous les laits ont une composition qui leur est propre. Elle varie légèrement d’une marque à l’autre, mais pas entre deux bouteilles d’une même marque.”

Les sens électroniques, de plus en plus utiles

Les “langues” électroniques sont des dispositifs plus récents que les “nez” car il est plus difficile d’obtenir un signal spécifique dans un milieu liquide. Mais elles permettent des développements indispensables, comme goûter les nouveaux médicaments : “Les saveurs sucrée, acide, amère correspondent à des classes de molécules qu’il est possible de repérer avec des capteurs adaptés”, précise Nicole Jaffrezic-Renault. “Cela permet de tester des produits dont les principes actifs peuvent présenter des risques pour la santé, mais dont le goût est déterminant pour le succès : personne ne se soignerait si les médicaments avaient leur goût d’origine !”

Avec un nez électronique, on peut bien sûr évaluer le niveau de vieillissement d’un produit mais aussi analyser la qualité de l’air ambiant, détecter l’utilisation de produits interdits (comme les solvants dans les raquettes de ping-pong) ou identifier des parfums contrefaits, diagnostiquer une maladie en repérant des biomarqueurs… “Notre travail consiste à transformer la réponse à un composant chimique en paramètres à analyser en fonction de l’objectif poursuivi. Nous essayons aussi de simplifier les dispositifs et réduire leurs coûts.”  L’équipe collabore étroitement avec la start-up toulousaine Alpha Mos pour mettre au point de nouveaux dispositifs sensoriels. Elle est également en lien avec la communauté urbaine du Grand Lyon pour la détection de métaux lourds dans les cours d’eau.

Allez plus loin
Si le cœur de métier de l’Institut des Sciences Analytiques est de développer de nouvelles méthodes d’analyse et de caractérisation chimique dans des domaines aussi variés que l’environnement, la santé et les biotechnologies, les produits naturels, la chimie des matériaux et procédés , ce projet revêt de multiples dimensions :

  • Être un centre de recherche pour anticiper les futurs besoins sociétaux, industriels et scientifiques.
  • Être un centre de prestations analytiques (services et expertises) pour répondre aux besoins actuels en analyse et caractérisation, et aux besoins d’expertise, avec la mise en place de centres communs accessibles sur projet
  • Être un centre de formation en contribuant à la mise en place de formation (formation initiale et continue) en chimie analytique qui prennent en compte l’évolution rapide de ce domaine et permettent un accès aux techniques et développements les plus en pointe.

Un article de Cléo Schweyer


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