Qu’est-ce qu’un capteur d’odeur ?
Un capteur d’odeur est un instrument de mesure qui mesure l’intensité d’une odeur et l’exprime numériquement.
Traditionnellement, la détection des odeurs était effectuée par du personnel qualifié, tel que des experts en tests sensoriels et des évaluateurs d’odeurs. Le capteur d’odeur effectue cette évaluation pour le compte de l’homme et affiche les résultats sous forme numérique.
Utilisations du capteur d’odeur
Les capteurs d’odeur sont principalement utilisés dans les domaines de la “recherche, du développement et du contrôle de la qualité des aliments et des cosmétiques”, de la “mesure des odeurs dans l’environnement” et de la “surveillance anormale des gaz, des incendies, etc.
1. Recherche, développement et contrôle de la qualité des denrées alimentaires et des produits cosmétiques
Dans les domaines de la recherche, du développement et du contrôle de la qualité des denrées alimentaires et des cosmétiques, c’est l’odeur globale émise par l’objet qui est mesurée, et non les composants gazeux individuels. Les applications spécifiques comprennent le contrôle à l’entrée des matières premières, le contrôle à la sortie des produits et la mesure de la fraîcheur des denrées alimentaires.
2. Mesure des odeurs dans l’environnement
Le domaine de la mesure des odeurs dans l’environnement est utilisé lorsque l’intensité des odeurs est un problème. Les applications spécifiques comprennent la gestion de l’environnement de travail et la mesure de l’efficacité des équipements de désodorisation.
3. Surveillance des odeurs anormales, de gaz, d’incendie, etc.
Dans le domaine de la surveillance des odeurs anormales de gaz, d’incendie, etc., les capteurs sont utilisés à des fins de gestion de la sécurité. Dans ce cas, aucune correspondance avec l’odorat humain n’est requise.
D’autres capteurs sont en cours de développement à des fins de diagnostic médical, pour détecter les composants de l’haleine spécifiques aux patients atteints de cancer et pour tester la présence ou l’absence d’une maladie.
Principe du capteur d’odeur
Il existe deux principaux types de systèmes de capteurs d’odeurs : les semi-conducteurs et les cristaux de quartz. Ils sont expliqués dans l’ordre suivant.
1. Capteurs d’odeurs à semi-conducteurs
Les capteurs d’odeurs à semi-conducteurs sont utilisés depuis longtemps comme capteurs de gaz. Lorsque des molécules odorantes sont adsorbées sur la surface du semi-conducteur, une réaction de surface se produit et la résistance du semi-conducteur change.
Ce changement de résistance est utilisé pour détecter les odeurs. Il existe deux types de capteurs d’odeurs à semi-conducteurs : les semi-conducteurs à oxyde et les semi-conducteurs organiques.
Dans le cas du semi-conducteur organique, le film semi-conducteur est constitué de polypyrrole ou de polyacétylène. Le type de semi-conducteur organique permet d’identifier les odeurs constituées de composés organiques. Toutefois, ils présentent l’inconvénient d’être coûteux.
2. Capteurs d’odeurs à base de cristaux de quartz
Les capteurs d’odeurs à cristaux de quartz ont une structure dans laquelle une membrane lipidique, une membrane de détection qui imite les cellules olfactives humaines, est attachée à la surface du cristal. Lorsque des molécules odorantes sont adsorbées sur la membrane sensible, la fréquence de résonance du cristal diminue en raison de l’effet de charge de masse.
Le système utilise un mécanisme par lequel l’ampleur de la diminution est proportionnelle à la masse de la substance odorante adsorbée, et la concentration de la substance odorante est mesurée en mesurant l’ampleur de la diminution. Le système est particulièrement efficace pour identifier les substances odorantes organiques, telles que le whisky, le saké, le café et le parfum.
Autres informations sur les capteurs d’odeurs
1. Capteurs d’odeurs sur smartphone
En 2019, un capteur d’odeurs compact pouvant être fixé sur un smartphone a été mis au point. Le capteur d’odeur est connecté au smartphone via USB Type-C. Il est principalement destiné à être utilisé pour les fuites de gaz, le contrôle de la fraîcheur des aliments et d’autres produits, les odeurs corporelles et les contrôles d’alcoolémie.
Le capteur d’odeurs se caractérise par l’utilisation d’un élément de détection composé d’une fine couche piézoélectrique de PZT (titanate de zirconate de plomb) recouverte d’un film sensible pour détecter les odeurs. Pour permettre à chaque élément sensible de détecter différentes odeurs, 20 éléments sensibles différents sont disponibles, chacun avec un film sensible différent, et ils sont montés sur une seule puce de capteur.
Le système est conçu pour acquérir des données numériques en utilisant le phénomène par lequel la fréquence de résonance change lorsqu’une molécule d’odeur est autorisée à adhérer à la membrane sensible à la résonance appliquée sous tension. Ces données numériques sont mises en correspondance avec des modèles pour chaque type d’odeur afin d’identifier l’odeur.
Lorsqu’il est connecté à un smartphone, ce dernier sert également de plateforme d’analyse, analysant le type et la force de l’odeur détectée et affichant les résultats de l’analyse sur le smartphone.
2. Quantification des odeurs provenant des capteurs
Il n’existe pas de norme ou d’unité de mesure claire pour les “odeurs”, comme pour les “bonnes odeurs” et les “odeurs nauséabondes” ou les “parfums” et les “senteurs”. Les odeurs ont été mesurées et exprimées sur la base de l’intensité et de la gêne perçues par l’odorat humain. L'”olfactométrie” est utilisée pour mesurer les odeurs et exprimer l’intensité et la gêne perçues par l’odorat humain.
L’olfactométrie est classée en quatre types : l’intensité de l’odeur, le plaisir/déplaisir, l’indice olfactif et la fréquence du cycle, qui quantifient et expriment les odeurs par étapes. La méthode d’affichage de l’indice olfactif est une quantification de la concentration d’odeur et de l’indice olfactif.
La concentration d’odeur est définie comme “le nombre de dilution nécessaires pour atteindre l’absence d’odeur lorsque le produit est dilué dans de l’air propre et inodore”. L’indice d’odeur est le logarithme ordinaire de la concentration d’odeur multiplié par 10. Cette méthode étant facile à intégrer dans les capteurs d’odeurs, certains capteurs d’odeurs utilisent des expressions conformes à la méthode d’indication de l’indice d’odeur.