Un prototype embarqué détecte le méthane en roulant

Le SUV parcourt des routes urbaines et des autoroutes, tandis que le système de spectroscopie embarqué relève les données sur le méthane chaque seconde. Des chercheurs de l’Université normale de Chine orientale ont réalisé un essai routier d’1 heure et 47 kilomètres. Le véhicule a atteint une vitesse maximale de 100 km/h, tandis qu’un dispositif à débit contrôlé simulait une fuite de gaz naturel afin d’en suivre le panache.

L’équipement mesure le méthane avec une précision de 66 ppb. Il embarque une spectroscopie à double peigne dans l’infrarouge moyen au sein d’un matériel compact : deux peignes de fréquence parfaitement synchronisés fournissent plusieurs longueurs d’onde régulièrement espacées, tandis que la lumière infrarouge moyenne traverse une cellule à gaz ouverte, formant un trajet optique de 25 mètres dans l’air ambiant. De nombreuses molécules présentent des signatures d’absorption propres dans l’infrarouge moyen, ce qui permet de les identifier avec une grande sensibilité.

La difficulté des mesures mobiles ne consiste pas seulement à installer l’instrument dans un véhicule. Le bruit ambiant et les vibrations de la voiture peuvent perturber le fonctionnement du système de spectroscopie à double peigne ; l’équipe a précisément amélioré sa conception pour répondre à ce problème. Pendant les essais, la concentration moyenne de méthane relevée en arrière-plan s’est établie à 1,815 ppm, avec des résultats stables. La carte de concentration en deux dimensions générée après plusieurs passages autour d’un point de fuite simulé correspondait également étroitement à la direction locale du vent. Les résultats ont été publiés dans Optics Letters, et le facteur de qualité du système a atteint 3,4 × 10⁶ Hz, un niveau comparable à celui de systèmes de spectroscopie à double peigne dans l’infrarouge moyen utilisés en laboratoire.

Concrètement, cela signifie que les villes et les entreprises gazières peuvent utiliser un véhicule pour rechercher des points chauds de fuite invisibles à l’œil nu, sans devoir d’abord déployer du matériel sur place. Le système peut aussi enregistrer les coordonnées GPS et prévenir les équipes de maintenance, afin de concentrer les interventions sur des emplacements plus précis. Les infrastructures gazières, les décharges, les élevages et les mines de charbon pourraient notamment bénéficier de ces inspections mobiles. Les fuites de méthane peuvent également présenter un risque d’incendie et d’explosion : une localisation plus précise contribuerait donc à réduire le gaspillage de ressources et pourrait améliorer la qualité de l’air des riverains.

Il ne s’agit toutefois pas encore d’un produit commercial prêt à l’emploi pour les inspections. L’équipe prévoit d’élargir la couverture spectrale afin de détecter simultanément plusieurs gaz à l’état de traces, de limiter la dérive de la ligne de base lors des intégrations prolongées et de développer un logiciel d’analyse automatique adapté à de grands volumes de données mobiles. Elle souhaite également réduire davantage la taille, le poids et le coût de l’équipement, dans l’objectif de l’intégrer à terme sur un drone pour inspecter des zones difficiles d’accès par la route.