Prouver des machinations criminelles peut être difficile, par exemple lorsque les personnes impliquées rejettent secrètement des eaux usées dangereuses dans les égouts. Un nouveau système de capteurs développé par les chercheurs de Fraunhofer et leurs partenaires pourrait bientôt aider les agences de sécurité à établir des actes répréhensibles :placé dans un canal d'égout, il détecte les substances pertinentes et aide à isoler et à exposer les pollueurs.

Il y a toujours un mouton noir, et l'industrie ne fait pas exception. Alors que la majorité des entreprises éliminent correctement leurs eaux usées, quelques-uns veulent éviter les coûts associés, ils déversent donc discrètement et subrepticement leurs eaux usées dangereuses dans les canaux d'égout. Dans l'ensemble, les agences de sécurité n'ont actuellement aucun moyen de détecter ce type de crime environnemental à grande échelle – cela dépasserait de loin leur capacité de main-d'œuvre. Mais ces eaux usées illégales posent des défis majeurs aux exploitants d'installations de traitement des eaux usées et peuvent même entraîner le renouvellement des bassins de traitement des eaux usées concernés.

Détecter les polluants dans les eaux usées

Un nouveau système de capteurs pourrait bientôt permettre aux agences de sécurité de découvrir plus facilement ce genre d'infractions. La technologie a été développée par des chercheurs des instituts Fraunhofer pour les circuits intégrés IIS et pour la fiabilité et la microintégration IZM, avec leurs partenaires dans le projet européen microMole. "Le système de capteurs est conçu pour détecter certaines substances qui se trouvent généralement dans les eaux usées affectées, " explique le Dr Matthias Völker, chef de groupe chez Fraunhofer IIS. « Il comprend deux composants de capteurs - des capteurs physiques et un capteur chimique - ainsi qu'un système de gestion de l'énergie, un système de contrôle et de communication et un système d'échantillonnage." Si les eaux usées contaminées causent à plusieurs reprises des problèmes dans les stations d'épuration, les agences de sécurité pourraient examiner le système d'égouts à certains endroits et, en prenant plusieurs mesures, se rapprocher progressivement et finalement exposer l'agresseur.

Pour prendre les mesures, un robot place trois anneaux dans le tuyau d'égout. Le premier anneau est positionné directement devant l'entrée de l'entreprise suspecte et le second directement derrière. Les deux anneaux sont équipés d'un capteur physique permettant de mesurer divers paramètres, comme la température, pH et conductivité de l'eau. Les deux anneaux communiquent entre eux sans fil et comparent les données de mesure de leurs capteurs. Des mesures différentes pourraient être dues au rejet d'eaux usées dangereuses du bâtiment en question. La troisième sonnerie, qui est monté un peu plus en arrière dans le canal d'égout, est équipé d'un capteur chimique et d'un système d'échantillonnage. Si la deuxième sonnerie transmet un signal spécial, ces systèmes "se réveillent". Une micropompe prélève quelques microlitres d'eaux usées, le dilue et le canalise vers le capteur chimique, qui comporte six électrodes qui sont chacune recouvertes d'un revêtement polymère spécial. La caractéristique unique de ce système est que ces couches de polymère contiennent divers espaces qui sont chacun parfaitement dimensionnés pour accueillir certains polluants, un peu comme les pièces d'un puzzle. Lorsque ces polluants se lient à la couche de polymère, leur capacité électrique change, Ainsi, lorsque les électrodes détectent un tel changement, cela suggère que les eaux usées contiennent certains polluants. Cependant, cela ne peut pas être utilisé comme preuve devant un tribunal, le système prélève donc également un petit échantillon des eaux usées qui peut ensuite être minutieusement testé à la main en laboratoire. Pour permettre au capteur chimique d'être utilisé pour plusieurs mesures, une solution de nettoyage rince à nouveau les molécules attachées après chaque mesure.

Le système de capteurs a été créé dans le cadre d'un effort de collaboration entre plusieurs institutions de recherche et d'autres partenaires. Les chercheurs de Fraunhofer IIS ont développé l'électronique, l'acquisition et l'évaluation du signal du module capteur, et l'alimentation en énergie du système. Leurs collègues de Fraunhofer IZM étaient responsables du système BUS sur l'anneau métallique et de la conception des contacts de fiche étanches pour les composants individuels et du boîtier étanche et résistant aux produits chimiques. Ils ont également miniaturisé les capteurs physiques.

Test à grande échelle prévu

Les composants ont d'abord été testés individuellement dans les laboratoires des partenaires du projet, puis tous ensemble dans un système artificiel d'eaux usées avec de vraies eaux usées. Dans la troisième étape, différents composants ont été testés dans un vrai tuyau d'égout. Les premiers résultats sont prometteurs :« Le système a détecté des eaux usées suspectes et déclenché une alarme correspondante, " résume Harald Pötter, chef de service chez Fraunhofer IZM. Dans le cadre d'un projet de suivi, les chercheurs du Fraunhofer IZM souhaitent désormais effectuer un test à grande échelle des capteurs physiques du système avec des partenaires dans cinq villes européennes.