Capteur quantique améliore le contrôle de processus et de qualité grâce à l'analyse de particules en temps réel

Le capteur quantique de particules détecte et classe les particules dans les liquides, les gaz ou sous forme de poudres en fonction de leur taille, leur nombre, leur composition et, à l'avenir, leur forme.

Lors des analyses et des procédés de fabrication, ainsi que dans la technique de laboratoire et de procédé, la nature des matières premières et de départ joue un rôle déterminant. Des informations détaillées sur la taille, le nombre, la composition et la répartition des particules contribuent au contrôle du processus et à la garantie de la qualité. Lors de l'Analytica à Munich, la start-up high-tech de Stuttgart Q.ANT présente un capteur de particules compact pour des applications industrielles, permettant de mesurer ces paramètres en temps réel. Le capteur, basé sur la technologie quantique et breveté, offre ainsi une réelle valeur ajoutée pour de nombreux secteurs : de la fabrication additive à la biotechnologie, l'industrie de la céramique, l'industrie des matériaux et chimique, jusqu'au traitement de l'eau, la technologie médicale et la cosmétique.

Reconnaissance accélérée des formes sans caméra

Au lieu de prélever des échantillons et de les analyser en laboratoire, ce qui reste encore la norme dans de nombreux secteurs, les utilisateurs reçoivent un retour immédiat sur la qualité et la composition des ingrédients. Le capteur détecte et analyse les particules dans les matières premières et de départ, indépendamment du milieu, qui peut être liquide, gazeux ou sous forme de poudre. Le contrôle du processus, l'optimisation et la gestion de la qualité sont ainsi possibles en temps réel. En plus de la taille, du nombre et de la répartition des particules individuelles, le capteur développé par Q.ANT pourra également classifier en temps réel la forme des particules. Cela est rendu possible grâce à la technologie quantique utilisée, combinée à une intelligence artificielle (IA) qui peut être entraînée pour distinguer des formes prédéfinies, telles que des particules elliptiques ou sphériques par rapport à des particules rondes, permettant également d'identifier des agglomérats. À cette fin, l'IA doit être entraînée sur certains « cas d'utilisation », c'est-à-dire des scénarios d'application.

De nombreux domaines d'application

Il existe de nombreux secteurs et domaines d'application pour le capteur de particules, qui peut également être utilisé en combinaison avec d'autres méthodes et mécanismes de mesure. Par exemple, le capteur quantique peut surveiller des cellules d'algues dans des bioréacteurs et détecter, par exemple, des cellules mortes dès qu'elles changent de forme. La régulation de l'installation peut alors intervenir de manière corrective, sans qu'il soit nécessaire de prélever des échantillons du réacteur. Un autre exemple concerne le traitement de l'eau : l'IA détecte les contaminations, par exemple par des bactéries ou autres germes difficiles à détecter, permettant de tirer des conclusions sur le processus de nettoyage. Dans la fabrication additive par impression 3D, ainsi que dans l'industrie métallurgique, céramique et du ciment, le capteur quantique analyse différentes granulométries de poudre, à partir desquelles peuvent découler des propriétés matérielles spécifiques. D'autres domaines d'application possibles incluent l'industrie chimique et la cosmétique, notamment l'analyse des pigments pour le développement de couleurs et de textures.

Q.ANT propose des partenariats pour des cas d'utilisation spécifiques

Pour développer des cas d'utilisation spécifiques, Q.ANT propose des partenariats aux entreprises intéressées. « Nous offrons à l'industrie un accès précoce à cette nouvelle solution pour des problématiques particulièrement complexes, sans devoir passer par de longs cycles de développement », explique Vanessa Bader, ingénieure de projet client chez Q.ANT. « Nos partenaires ont la possibilité d'intégrer conjointement le capteur quantique dans leurs processus de fabrication et de l'adapter à leurs cas d'utilisation. » Q.ANT, qui a breveté cette nouvelle technologie, propose actuellement deux capteurs de particules avec des plages de mesure différentes : de 2 à 50 micromètres et de 20 à 700 micromètres. « Avec cette gamme, nous couvrons la majorité des applications dans la fabrication industrielle », précise Bader. Des projets pilotes indiquent une très haute qualité des données. Par exemple, l'IA peut distinguer des agglomérats de particules dans des poudres métalliques des particules individuelles de la même taille.

Le capteur compact est facile à manipuler et rapidement intégrable

Un autre avantage : le capteur quantique compact s'adapte à toutes les tables de laboratoire, le système étant plus rapide et plus simple à manipuler par rapport à la méthode conventionnelle d'échantillonnage complexe pour l'analyse des particules. En plus de l'équipement de laboratoire, des systèmes d'alimentation sont développés dans le cadre du programme partenaire pour intégrer le capteur en ligne dans les processus. Un ordinateur standard suffit pour transmettre et visualiser les données mesurées. Via un site web dans le navigateur, le capteur est immédiatement opérationnel. « Rien n'a besoin d'être installé, aucune puissance de calcul supplémentaire n'est requise, et aucune formation complexe pour le personnel », explique Bader.