Aujourd'hui, La pollution de l'air est l'un des plus grands défis auxquels sont confrontées les villes européennes. Dans le cadre du projet de recherche Horizon 2020 CARES (City Air Remote Emission Sensing), un consortium de recherche international travaille sur de nouvelles méthodes de mesure des gaz d'échappement sans contact qui permettront aux municipalités de prendre des mesures de réduction des émissions. Concrètement, les chercheurs veulent développer de nouveaux capteurs qui peuvent être attachés aux bords des routes, des glissières de sécurité ou des panneaux de signalisation qui détectent les émissions d'échappement des véhicules qui passent en quelques secondes.

"Nous voulons surveiller les émissions des véhicules dans les villes et les zones environnementales en conditions réelles, sans avoir à gêner la fluidité du trafic, " explique Alexander Bergmann, directeur de l'Institut des systèmes de capteurs électroniques de l'Université de technologie de Graz. Lui et son équipe sont principalement responsables du projet pour tous les aspects de la mesure des particules, un domaine dans lequel l'Institut est l'une des principales institutions au monde.

Multiples possibilités de régulation du trafic

"L'objectif est de détecter la classe d'échappement de chaque véhicule individuel à l'aide de ces mesures, " explique Bergmann. Par exemple, les villes pourraient introduire un péage urbain basé sur les émissions :plus les émissions de la voiture sont élevées, plus la charge serait élevée. Les permis d'entrée dans les zones environnementales pourraient également être contrôlés automatiquement, dans lequel les barrières automatiques ne s'ouvrent que si les émissions polluantes de la voiture qui s'approche se situent dans la plage standard. Finalement, la technologie des capteurs pourrait être utilisée pour identifier et retirer du trafic les véhicules dans lesquels les performances du moteur et donc les émissions de polluants ont été augmentées avec des filtres à particules manipulés ou un réglage des puces.

Diapasons comme mesureurs de particules

Bergmann s'attend à ce que les capteurs à distance à faible coût pour la mesure des émissions soient prêts pour la production en série au plus tard à la fin du projet 2022. Cependant, il fait déjà référence aux premiers tests prometteurs de l'institut dans lesquels des diapasons conventionnels sont utilisés. Les particules entre la fourche sont excitées par des impulsions laser, qui à leur tour produisent un signal acoustique et commencent à "chanter" dans le vrai sens du terme. Chaque particule individuelle émet des signaux acoustiques qui sont enregistrés et restitués par le diapason. Plus il y a de particules, plus le son devient fort. Le volume peut ensuite être utilisé pour déterminer le nombre de particules présentes dans l'environnement.

La technologie est déjà utilisée avec succès pour les mesures de gaz. "Notre institut a maintenant pu montrer pour la première fois que cela fonctionne également avec des particules et pourrait être une possibilité pour un capteur à faible coût, " a déclaré Bergmann. Les chercheurs de la TU Graz espèrent que la méthode de mesure fera également ses preuves dans les métropoles de Milan, Prague et Cracovie, où les investigations seront menées en exploitation réelle dans le cadre du projet CARES.