Dans le cadre du projet ALCOVE, les capteurs jouent un rôle central. Ces dispositifs, conçus pour détecter des composés organiques volatils (COV) caractéristiques du cancer du poumon, seront intégrés dans les futurs « nez électroniques ». Leur mission ? Réagir à des informations chimiques présentes dans l’air expiré, et les convertir en un signal électrique exploitable.

Ce développement s’appuie sur l’héritage du projet PATHACOV, qui avait permis d’identifier et de tester rigoureusement une large palette de matériaux sensibles. ALCOVE se concentre aujourd’hui sur les cinq à six matériaux les plus prometteurs pour concevoir une nouvelle génération de capteurs, plus petits, plus efficaces, et compatibles avec les contraintes du futur nez électronique.

Deux grandes familles de matériaux sont explorées dans cette phase : les oxydes métalliques, développés par l’UMONS et Materia Nova, et les polymères conducteurs, qui ont l’avantage de fonctionner à température ambiante, travaillés par IMT Nord Europe. Ces matériaux sont déposés sur un support – le substrat – équipé d’électrodes permettant de mesurer leurs variations de résistance au contact des gaz. C’est sur cette base que repose la capacité du capteur à détecter les COV d’intérêt.

Le défi de la miniaturisation

L’un des enjeux majeurs du projet réside dans la miniaturisation des capteurs. L’objectif est ambitieux : réduire leur taille de plus de 10 fois (passage d’un substrat de (5cm x 1cm) à un substrat miniaturisé de (3 mm x 3mm) par rapport aux versions précédentes, tout en diminuant significativement leur consommation énergétique. Cette réduction drastique est essentielle pour développer un nez électronique compact et ergonomique, évitant les risques de surchauffe et permettant une utilisation pratique en environnement clinique.

Un processus de développement rigoureux

Le développement des capteurs suit un processus structuré en plusieurs étapes clés. La première phase consiste en la préparation des matériaux sensibles qui seront intégrés dans les capteurs miniaturisés. Parallèlement, les équipes travaillent sur le design du substrat miniaturisé muni d’électrodes de mesure, élément crucial qui assure le bon fonctionnement du dispositif. Une fois les matériaux préparés, ils sont confiés à un prestataire spécialisé qui réalise le travail technique de miniaturisation, incluant la pose des couches sensibles sur le substrat et les opérations de connexion de ces éléments dans un boîtier, qui sert de packaging final du dispositif capteur.

Pour garantir leur fiabilité, les capteurs doivent répondre à trois exigences clés : une sensibilité suffisante pour détecter de faibles concentrations de COV ciblés, une stabilité dans le temps pour éviter toute dérive des résultats, et une reproductibilité de fabrication assurant une qualité constante sur les séries produites.

L’effet transistor : une innovation prometteuse

Le projet explore également l’intégration de l’effet transistor dans certains capteurs, en collaboration avec l’équipe l’université de Reims. Cette technologie innovante pourrait permettre d’augmenter significativement la sensibilité des capteurs tout en accélérant leur régénération après chaque test, optimisant ainsi leurs performances globales.

Un horizon prometteur

Dès la réception d’un premier lot de 100 capteurs miniaturisés, ces prototypes seront soumis à des tests poussés, notamment une fois intégrés au nez électronique développé à Arlon, avant d’entrer dans la phase d’évaluation clinique. Cette étape cruciale permettra de valider l’approche technologique et d’ajuster les paramètres pour optimiser les performances diagnostiques.

À terme, les capteurs ALCOVE devront allier performance, coût maîtrisé et fonctionnement à basse température. L’ambition du projet est claire : rendre cette technologie fiable, accessible et reproductible à grande échelle, pour qu’elle puisse être adoptée à terme par un industriel en vue d’une commercialisation.