Nez électronique - Définition

Introduction

Un nez électronique est un appareil permettant de détecter et d'analyser des odeurs et des flaveurs.

Au cours de la dernière décennie, la technologie des capteurs électroniques a connu d'importants développements d'un point de vue technique et commercial. L'expression anglaise electronic sensing (traduite en français par « capteurs électroniques ») fait référence à la capacité à reproduire les sens humains au moyen d'une batterie de capteurs et de systèmes de reconnaissance.

Lors des quinze années qui précédèrent 2007, des recherches ont été conduites pour développer des technologies, généralement nommées nez électroniques, capables de détecter et d'identifier odeurs et flaveurs. Les étapes du processus de reconnaissance sont similaires à celles de l'olfaction humaine pour permettre l'identification, comme la comparaison et la quantification. Cependant l'évaluation hédonique est une spécificité propre au nez humain, étant donné qu'elle est relative à des opinions subjectives. Ces appareils ont subi de telles améliorations qu'ils sont aujourd'hui utilisés pour les besoins industriels.

Principe de fonctionnement

Les instruments nez électroniques sont conçus pour l'analyse par empreinte chimique ou par empreinte d'odeurs.

De façon simplifiée, les analyseurs nez électroniques se composent de 3 parties principales :

• système d'échantillonnage,
• système de détection,
• système de traitement des données.

Les nez électroniques peuvent être couplés à des passeurs automatiques d'échantillons pour le stockage (jusqu'à 96 flacons), l'incubation, l'agitation, le prélèvement et l'injection de l'espace de tête (headspace).

Le système de détection peut utiliser différentes technologies :

• les capteurs à oxydes métalliques
• les polymères conducteurs
• les capteurs à quartz piézoélectrique (CQP, SAW)
• les capteurs à effet de champ (MOSFET)
• la spectrométrie de masse par empreinte
• la chromatographie gazeuse ultra rapide
• les cellules électrochimiques pour l'analyse de gaz cibles (NH₃, H₂S, RSH, CO₂, etc.) sur le terrain
• le détecteur à photo-ionisation (PID) pour l'analyse et la quantification des Composés Organiques Volatils (COV) sur le terrain.

Un logiciel d'analyse statistique permet de traiter et interpréter les mesures des nez électroniques et de construire des modèles qualitatifs (Analyse en Composantes Principales, Analyse Factorielle Discriminante), des cartes de contrôle qualité (modèles Statistical Quality Control et Soft Independant Modeling by Class Analogy), des modèles quantitatifs (modèle de régression linéaire Partial Least Square), des modèles de suivi de vieillissement.

Nuisances odorantes et législation

Cette technologie est particulièrement en vogue dans les domaines les plus problématiques en termes d'odeur. Notamment l'enfouissement, le compostage, l'équarrissage, le traitement des eaux usées… En France, il existe un arrêté dans le domaine de l'équarrissage qui fait mention de la possibilité de faire des mesures olfactométriques via les nez électroniques. En ce sens, la législation française est assez innovante puisqu'elle est la première au monde à reconnaître la pertinence des nez électroniques pour le suivi environnemental.

Applications industrielles et secteurs d'applications

Les nez électroniques sont utilisés dans l'industrie, dans tous les départements impliqués dans l'une des étapes du cycle de vie d'un produit :

• développement de nouveaux produits,
• industrialisation,
• commercialisation,
• amélioration de produits ou de procédés.

L'odeur, le goût et les caractéristiques chimiques sont des paramètres clés dans de nombreux domaines industriels puisqu'ils déterminent directement la qualité et le succès des produits.

Les nez électroniques sont utilisés pour mesurer et évaluer ces paramètres dans :

• l'agro-alimentaire
• les polymères, plastiques et emballages alimentaires
• l'industrie pharmaceutique
• l'environnement
• et aussi : le tabac, la chimie / pétrochimie, les cosmétiques et parfums, la santé.