Contexte

A des fins d’expertise judiciaire ou d’assistance aux services de secours, le Laboratoire Central de la Préfecture de Police (LCPP) de Paris exploite différentes solutions pour faciliter le travail des experts de terrains dans le cadre de l’identification de menaces Nucléaire, Radiologique, Biologique, Chimique (NRBC), et en particulier la détection de gaz toxiques et neurotoxiques.

Dans ce contexte, la technique de référence pour l’identification de gaz est la spectrométrie FTIR (Fourier-Transform InfraRed). Cette technique présente cependant quelques limitations, soit en raison de la faible section d’interaction du gaz en absorption, soit en raison d’interférences avec la vapeur d’eau, omniprésente dans l’atmosphère. La spectroscopie Raman spontanée (SRS) est complémentaire à la FTIR et aide ainsi à la discrimination des agents chimiques présents dans l’atmosphère. L’analyse chimique de gaz par SRS est plus délicate que sur solides et liquides car les signaux Raman sont plus faibles mais les études préliminaires ont montré qu’une résolution de l’ordre de la partie-par-million (ppm) peut toutefois être atteinte en phase gaz.

Dans le cadre de ses missions de R&D en NRBC, le LIST exploite la technique SRS, associée au développement d’un algorithme d’identification automatisée de substances illicites à partir de données spectrales. Un premier démonstrateur compact a été réalisé et testé en sorbonne avec différents gaz cibles. Le signal Raman est transporté par fibre optique vers une unité de lecture (spectromètre et barrette CCD) distante, comportant également un mini-PC pour le l’acquisition spectrale.

Contenu du travail

Le projet vise à améliorer les performances de ce premier démonstrateur en termes de sensibilité et évaluer ses performances sur banc d’analyse de gaz. Pour ce faire, l’objectif sera d’optimiser les composants optiques (laser, focalisation), et implémenter une cellule d’interaction laser multipassages, associé à une mise en pression de l’échantillon gazeux. L’ensemble sera assemblé sur un breadboard déplaçable en sorbonne pour y effectuer une validation avec des échantillons de gaz de pressions partielles contrôlées. Une qualification du démonstrateur sera menée sous sorbonne à l’aide de poches de gaz calibrées ou à l’aide d’un circuit de distribution de gaz équipé d’un circuit de photo-ionisation (PID). Enfin, des spectres Raman types de mélanges serviront de données d’entrées aux algorithmes d’identification automatisée afin d’enrichir la capacité de détection NRBC en situation de terrain.

Ingénieur - Specialités Instrumentation, Spectrométrie (Raman), Optique, Fibres optiques, Traitement du Signal.