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ARCHIVÉ - Détection immédiate grâce à un véritable « tricorder »

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Tout comme le « tricorder » dans Star Trek, la technologie de spectroscopie laser-plasma analyse rapidement la composition des matériaux. Cette technologie a de multiples usages, du traitement du cuivre et du nickel à l’inspection des armes, en passant par le recyclage.

Bien qu’un peu plus gros que le « tricorder » de M. Spock, cet appareil utilisant la technologie SPL peut analyser la composition élémentaire d’un solide, d’un liquide ou d’un gaz.

Bien qu'un peu plus gros que le « tricorder » de M. Spock, cet appareil utilisant la technologie SPL peut analyser la composition élémentaire d'un solide, d'un liquide ou d'un gaz.

Vous souvenez-vous du fameux « tricorder », cet appareil fictif qu’utilisaient M. Spock et ses collègues pour scruter et analyser leur environnement? Les chercheurs s’efforcent d’en créer un vrai!

Cela ne ressemble en rien au « tricorder » de l’émission de télévision, cependant la technologie de spectroscopie laser-plasma (SLP) analyse elle aussi instantanément la composition de n’importe quoi. En outre, on peut la régler pour qu’elle effectue des tests 24 heures sur 24. Enfin, la SLP se prête à une multitude d’applications dans l’industrie, l’environnement, l’espace, la sécurité et la recherche.

Espace, frontière de l’infini : M. Spock en verdirait de jalousie! Le CNRC met au point un petit modèle très léger utilisant la technologie SLP que l’on pourrait fixer à un robot d’exploration pour analyser la composition des roches martiennes.

Cette technologie réunit celle du laser et du spectrographe, appareil qui détecte et mesure la lumière à diverses fréquences. Voici comment elle fonctionne. Le faisceau laser est projeté sur la cible et chauffe une infime partie du matériau, qui se transforme en une substance gazeuse appelée plasma. Le plasma émet des ondes lumineuses que détecte, puis analyse l’appareil de spectrographie. La technologie est efficace, car chaque élément engendre un spectre lumineux qui lui est particulier. L’or, l’hydrogène et l’oxygène, par exemple, émettent chacun leur propre série de longueurs d’onde ou de raies lumineuses.

La SLP ne fait pas que découvrir de quoi est fait un objet. Elle détermine la proportion de chaque élément présent, par exemple quelle quantité d’or, de cuivre et d’argent renferme votre bague.

« Il existe une foule d’applications pour la SLP », affirme Mohamad Sabsabi du CNRC. « L’appareil s’avère particulièrement utile quand il faut déterminer rapidement la composition d’un matériau. »

L’appareil de SLP projette un faisceau laser sur la cible et transforme une infime partie du matériau en plasma, qui émet alors un spectre lumineux caractéristique.

L’appareil de SLP projette un faisceau laser sur la cible et transforme une infime partie du matériau en plasma, qui émet alors un spectre lumineux caractéristique.

Dépolluer les usines de cuivre

Une application de la SLP concerne le raffinage du minerai de cuivre. Quand on le tire du sol, ce minerai renferme souvent d’autres substances ou impuretés naturelles. Il faut le chauffer et recourir à divers traitements chimiques pour en extraire le métal et le débarrasser de ces impuretés. Les eaux usées résultantes contiennent de l’arsenic, de sorte qu’on doit les épurer par l’ajout d’un agent neutralisant.

Une mine de cuivre canadienne recourt maintenant à la SLP pour surveiller la concentration d’arsenic dans ses eaux usées. Cette technologie permet en effet de suivre continuellement la teneur en arsenic en temps réel, si bien qu’on sait exactement combien d’agent neutralisant est requis.

Les autres techniques de mesure exigent plus de temps, et attendre les résultats signifie souvent un ralentissement des opérations. Selon M. Sabsabi, tout va plus vite avec l’analyse en temps réel qu’autorise la SLP. Il s’ensuit un procédé plus rentable et moins polluant dans l’ensemble. Fin

Autres applications de la SLP

  • Surveillance en temps réel du nickel en fusion : Une usine de nickel du Nord de l’Ontario teste l’utilité de la SLP pour déterminer la teneur en fer et en soufre du nickel en fusion. L’opérateur utilise l’appareil à distance, de sorte qu’il n’a pas à se trouver près du lit de métal fondu, dont la température atteint parfois 1 400 °C. D’autre part, la SLP établit la concentration d’impuretés plusieurs centaines de fois à la seconde. « Jamais encore n’a-t-on surveillé le métal en fusion en temps réel, 24 heures par jour et sept jours par semaine », affirme M. Sabsabi.
  • Inspection des armes : Des inspecteurs internationaux testent un prototype portatif utilisant la SLP qui les aidera à établir si les traités de non-prolifération des armes nucléaires sont bien respectés. L’appareil, qui ne pèse que cinq kilos, détecte les particules résiduelles d’oxyde d’uranium. Qui plus est, il permet à l’utilisateur d’identifier le pays d’où vient l’uranium, les éléments qui contaminent le minerai variant avec l’emplacement du gisement. Les chercheurs du CNRC ont ajouté à l’appareil de SLP une base de données indiquant de quelle partie du monde provient l’uranium.
  • Tri avant recyclage : Avant de le fondre en vue de sa réutilisation, le verre doit être trié en fonction des matériaux qu’il renferme. Ainsi, le verre recyclé résultant aura une qualité plus uniforme. La SLP analyse la composition des fragments de verre durant leur déplacement sur le transporteur à courroie pour faire en sorte que les matériaux soient triés correctement.
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