L’École Centrale de Lyon collabore avec la startup française Aryballe sur le projet « Silinose » afin de développer une filière industrielle de capteurs olfactifs de haute qualité et à bas coût. Aryballe conçoit, fabrique et développe des systèmes olfactifs digitaux appelés « nez opto-électroniques ».
Deux laboratoires CNRS de l’École sont impliqués dans le projet Silinose aux côté d’Aryballe, l’INL et le LMFA, ainsi que la société IREIS et le CEA-Leti. Le projet Silinose a été sélectionné par la BPI et la Région Auvergne-Rhône-Alpes dans le cadre de l'appel à projet PSPC Région.
L’École vient d’être dotée par la Région d’une enveloppe de 200 000 euros sur trois ans pour ce projet. « Cela va permettre d’embaucher un ingénieur de recherche, des stagiaires, des réactifs et des prestations de service », explique Jean-Pierre Cloarec, Professeur en chimie des matériaux et porteur du projet pour l’École. L’INL et l’École avaient déjà des liens étroits avec Aryballe.
Les chimistes de l’INL et Thierry Livache, co-fondateur et actuel directeur scientifique d’Aryballe, ont exploré respectivement au CNRS et au CEA des technologies de diagnostic moléculaire depuis les années 1990. Thierry Livache intervient par ailleurs depuis quelques années dans le cours « Biosensors & Biochips » pour le Master international Nanoscale Engineering. « Cela illustre comment des liens de recherche anciens et plus récents permettent de développer un nouveau projet commun », souligne Jean-Pierre Cloarec.
Des nez électroniques au service de l'autopartage
Les nez électroniques sont actuellement développés dans les domaines de l’agroalimentaire (suivre l’évolution d’arômes dans le temps pour du contrôle qualité) et de la cuisine (surveillance de cuisson, stockage d’aliments). Un domaine d'application semble particulièrement prometteur : le développement de l'auto-partage et les locations de courte durée pour lesquelles la détection d'odeurs diverses (restes d’aliments sous un siège, odeur de tabac) sont primordiales. Ces nez électroniques permettraient d’agir rapidement sur les véhicules à nettoyer en priorité. Il serait alors possible de disposer plus facilement de voitures prêtes à l’emploi, sans avoir à augmenter la flotte.
Un bel exemple de collaboration entre laboratoires de recherche
Un nez électronique est composé d’un transducteur et d’un récepteur biologique composé d’une couche de molécules capables de capturer les différents composants chimiques d’une odeur. C’est à ce niveau qu’intervient l’INL : « Nous amenons notre savoir-faire pour l’élaboration et la caractérisation d’une couche chimique à l’échelle moléculaire tout au long du processus de fabrication jusqu’au stade de l’industrialisation à l'échelle du wafer », explique Jean-Pierre Cloarec. Le laboratoire est chargé de concevoir une couche chimique monomoléculaire. « Sur cette surface, Aryballe devra pouvoir déposer par impression jet d’encre des petits bouts de protéines (peptides) chargés de capturer les différents constituants chimiques d’une odeur. Le transducteur photonique traduira la présence des composés chimiques capturés en variation lumineuse », poursuit le chimiste.
Les contraintes industrielles constituent un enjeu important du projet. « Le défi, c’est que notre couche chimique et les peptides devront garder leurs propriétés intactes malgré la coque du capteur qui l’enveloppera, et qui sera collée à sa surface. L’opération de collage peut en effet émettre des composés volatiles qui perturberont les performances du capteur. Nous étudierons comment développer une chimie de surface et un collage qui garantiront les meilleurs performances de détection. Nous devrons aussi prendre en compte, dans nos paramètres, la pollution extérieure qui peut perturber le fonctionnement des surfaces », détaille le porteur de projet.
L’équipe « Diagnostic pour l’Environnement et la Santé » de l’INL est mobilisée autour du projet Silinose ainsi que des membres de l’équipe « Turbulence et instabilités » du LMFA pour les aspects Mécanique des fluides. « C’est vraiment un projet collectif qui fait appel à des savoir-faire académiques et industriels très variés », précise Jean-Pierre Cloarec.
Découvrez le fonctionnement du « nez électronique » NeOse, en vidéo.
La chimie de surfaces est l’une des spécialités de l’INL qui travaille notamment, dans le domaine de la santé, sur le développement de capteurs d’ADN ou de protéines de typage des plaquettes de sang ou encore sur l’efficacité des chimiothérapies sur les patients atteints de cancer.
