Chercher malgré et à cause du Corona

Chercheur de Fraunhofer EMFT en salle blanche (© Fraunhofer EMFT/Bernd Müller) / Scientifique de Fraunhofer EMFT dans une salle blanche (© Fraunhofer EMFT/Bernd Müller)

Fraunhofer EMFT recherche et développe des systèmes de capteurs et des actionneurs pour l'homme et l'environnement dans ses sites de Munich, Oberpfaffenhofen et Regensburg. Parmi les compétences des environ 130 collaborateurs figurent des microtechnologies proches de la production, des solutions innovantes de capteurs, la microdosage et l'électronique sécurisée.

Ce n'est pas un défi facile que doivent relever actuellement les chercheurs : la pandémie de Covid-19 ne peut être maîtrisée qu'en réduisant les contacts personnels — ce qui s'applique également au quotidien professionnel. D'un autre côté, certaines activités de recherche sont particulièrement importantes en ce moment pour soutenir les médecins, le personnel soignant et les autorités. À Fraunhofer EMFT, ce défi se manifeste notamment dans le développement de capteurs thermopiles de Heimann GmbH. Des étapes clés du processus se déroulent dans la salle blanche de l'institut munichois.

Il faut reconnaître que les technologies de capteurs ne sont pas le premier domaine de recherche qui vient à l'esprit dans le contexte de la lutte contre les infections. Pourtant, ces petits assistants électroniques se retrouvent aussi dans des dispositifs médicaux, qui sont particulièrement nécessaires en ce moment, comme les respirateurs.

C'est pourquoi la salle blanche de Fraunhofer EMFT n'est pas déserte — même si les normes d'hygiène et de sécurité, déjà très strictes, ont été renforcées. Le Dr Lars Nebrich y soutient, avec son équipe, la Heimann Sensor GmbH, un client de longue date, dans le développement et l'optimisation de détecteurs infrarouges thermopiles. « Ces capteurs de haute technologie sont notamment utilisés comme thermomètres infrarouges sans contact : même à une distance de 0,5 à 2 m (selon le type de capteur), ils peuvent déterminer la température corporelle des personnes de manière fiable. La mesure de température sans contact peut par exemple être utilisée lors de l'accès à des bâtiments : si le capteur détecte une température corporelle élevée chez une personne, le système réagit par un signal optique et sonore. Dans les thermomètres manuels, ces capteurs permettent un contrôle fiable de la fièvre sans que le personnel médical ne soit en contact avec les patients. »

Mais encore plus pertinent dans la situation actuelle est le fait que ces capteurs individuels sont également nécessaires pour les respirateurs, explique le chercheur. Dans ces appareils, les capteurs thermopiles sont utilisés dans des capteurs optiques de CO2 pour contrôler l'air expiré.

Heimann est un fabricant mondial de ces détecteurs infrarouges thermopiles, la demande est donc très élevée actuellement. « Si la livraison des détecteurs venait à être interrompue, cela manquerait encore plus de matériel médical d'urgence dans les zones de crise actuelles », souligne Nebrich. Les partenaires de coopération ont donc décidé à l'unanimité de poursuivre le travail dans la salle blanche. Cependant, cela ne donne pas encore au personnel le sentiment d'une « activité normale ». « La protection de la santé de nos collègues est la priorité absolue, cela ne fait aucun doute », insiste Nebrich. Sur la base des instructions du gouvernement bavarois et du gestionnaire de crise de Fraunhofer, seule une équipe centrale fortement réduite travaille actuellement dans la salle blanche, afin de respecter la règle de distanciation à tout moment. Par ailleurs, le travail en salle blanche, même en temps « normal », est soumis à des exigences de propreté extrêmes : les chercheurs y travaillent généralement en vêtements spéciaux de salle blanche, et l'air y est généralement très exempt de germes grâce à une filtration fine spécifique — semblable à celle d'une salle d'opération.

Le développement des capteurs thermopiles est un processus complexe, qui nécessite non seulement une infrastructure spécifique en salle blanche, mais aussi un savoir-faire approfondi et une routine dans la fabrication et le traitement de ce que l'on appelle des MEMS (systèmes microélectromécaniques). Afin d'optimiser la technologie de fabrication, les chercheurs de Fraunhofer EMFT collaborent également avec Heimann Sensor GmbH sur la prochaine génération de capteurs infrarouges à haute résolution. Cela pourrait permettre d'améliorer encore la résolution spatiale et thermique de ces capteurs tout en maintenant une fabrication économique.