La jeune pousse lyonnaise smartINST a développé des capteurs multiparamètres autonomes en forme de grosse bille, qui permettent de contrôler le produit et/ou de suivre le process au sein même de ces derniers.

Cela faisait son petit effet sur le stand de la société lors de la manifestation IMTeC, qui s’est déroulée du 5 au 7 juin 2012 à Paris. De loin, on pouvait croire que les gens allaient jouer aux billes ; en se rapprochant, il s’agissait de petites sphères, que l’on peut faire rebondir par terre ou immerger dans une cuve remplie d’eau, sans risque de les abîmer. Ces sphères sont en fait une nouvelle génération de sondes multiparamètres développées par la jeune pousse lyonnaise smartINST pour le génie des procédés lié aux mélanges (analyse, mise au point et contrôle des procédés industriels).
A l’origine de ce projet, c’est la demande d’ingénieurs en laboratoires de recherche pharmaceutiques, biotechnologiques, cosmétiques et agroalimentaires qui veulent connaître l’évolution des caractéristiques de leurs produits en cours d’élaboration et les paramètres liés aux procédés, au cœur même du mélange et en temps réel. « Jusqu’à présent, ils devaient se contenter de mesures provenant de sondes installées sur les parois des mélangeurs et ne livrant que des données partielles, ou de mesures faites sur des prélèvements », constate Christophe Graffin, président de smartINST.
La solution développée par la startup comprend les sondes instrumentées autonomes smartPART et le contrôleur smartCENTER pour le traitement et l’analyse en temps réel des données. Reposant sur le concept de Core inline measurement (CIM ; mesure au cœur de l’écoulement), chaque sonde est constituée de quatre éléments clés : le ou les capteurs proprement dits associé(s) à une électronique de conversion analogique-numérique, le microcontrôleur, l’étage de transmission RF et l’alimentation. L’ensemble est intégré dans une coque protectrice en PEEK, de 25,4 mm (1 pouce) de diamètre externe et pesant environ 8 g, afin d’évoluer librement dans des fluides, des liquide ou des milieux granulaires.
Un contrôleur gère jusqu’à 20 sondes
Il existe deux catégories de capteurs : les accéléromètres et les capteurs de pression dynamique pour le suivi du procédé et les électrodes de pH, de conductivité, de turbidité et les capteurs de température pour caractériser les produits. « Les smartPART disposent de 8 canaux de mesure simultanés au maximum et envoient au contrôleur jusqu’à 80 valeurs par seconde, selon une transmission radiofréquence en semi-duplex crypté, pour y être stockées et analysées », explique Maylis Lavayssière, ingénieure R&D chez smartINST.
Des efforts particuliers ont été faits sur l’autonomie des sondes afin de garantir un fonctionnement jusqu’à 100 h (à une fréquence d’envoi de 20 Hz) avec une portée de réception de l’ordre de 10 m en champ libre. « Si la transmission n'est pas possible à un instant donné, la sonde attend que le signal soit plus fort pour renvoyer les informations. Nous avons même développé un mode “deep sleep” permettant à une sonde de rester inactive pendant plusieurs semaines », poursuit Maylis Lavayssière. A noter qu’un smartCENTER peut gérer jusqu'à 20 sondes autonomes.
Si la phase de validation et d’industrialisation de la solution vise en premier lieu les laboratoires de recherche, smartINST compte bien l’adapter pour le pilotage industriel des chaînes de production. « En mesurant en temps réel ce qui se passe dans les mélanges, les industriels auront à leur disposition un outil pour optimiser leur productivité, limiter les rejets de fabrication, en assurant une parfaite traçabilité des produits », conclut Christophe Graffin.
Cédric Lardière