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International audience; La détection d'hydrocarbures aromatiques monocycliques à basse température et dans la gamme sub-ppm requiert le développement de capteurs compacts et peu cQuteux. Parmi les différentes recherches menées dans le domaine des capteurs chimiques, l'utilisation de nanotubes de carbone (NTC) comme matériau sensible présentant une surface spécifique élevée a largement été étudiée. Plusieurs groupes ont démontré la potentialité des NTC à détecter des gaz, surtout lorsqu'ils sontdécorés de métal et-ou fonctionnalisés chimiquement, ce qui augmente la sensibilité des capteurs Dans ce contexte, notre objectif est de concevoir et d'optimiser un capteur chimique a base de nanotubes de carbone multl-parois (MWCNT) en le couplant à une couche de pré-concentration à base de silice nanoporeuse Le mécanisme de détection de la couche sensible à base de NTC est basé sur le changement de résistance d'un réseau de NTC lors de l'exposition au gaz. Notre choix de silicenanoporeuse en tant que préconcentrateur pour le capteur repose sur des travaux antérieurs qui ont montré la capacité de diverses matrices de silice nanoporeuses à piéger le benzéne et le toluène sur une plage allant de quelques ppb au ppm.Nous montrerons ici qu'il est possible d'utiliser une fine couche de silice fonctionnalisée comme préconcentrateur pour piéger et concentrer le benzéne et le toluène au voisinage des NTC Pour cela, les MWCNT ont été recouverts d'une couche de Si0$_2$ nanoporeuse dont la fonction est de concentrer le polluant afin d'améliorer les performances du capteur Dans cette contribution, nous décrirons la préparation du capteur et nous mettrons en évidence les effets bénéfiques de la couche de préconcentration et de la température de fonctionnement. Les capteurs MWCNT/SI0$_2$ fonctionnant à 125°C permettent de détecter jusqu'à la dizaine de ppb de benzéne dans l'air. Ces résultats soulignent le potentiel de ce matériau hybride MWCNT/Si0$_2$ pour la détection des polluants atmosphériques de l'air Intérieur et extérieur. D'autres développements sont en cours afin d'améliorer la limite de détection en utilisant ce nouveau concept de couplage de matériaux nanotubes de carbone multi-parois/couche de pré-concentration de S10$_2$.

In order to overcome problems due to the conventional sensors detection limits, a preconcentration system is required. Accumulation of vapor(s) for detection is possible with an adsorbent and allows releasing them toward a detector, under the effect of a sudden rise of the temperature. Amplification of the concentration and the signal are obtained.This thesis continues the development of a preconcentrator for the detection of toxic gas and explosives. This preconcentrator is made of a silicon microcomponent filled with an adsorbent and a heater at its back. Two metal capillary allow ensuring the gas flow into the device. Various designs of preconcentrators were developed with different adsorbents to satisfy the requirements for volatile organic compounds (VOCs) and explosives applications.The optimization of adsorption and desorption phases is very important for the process.The coupling between a micro-chromatograph and a preconcentrator was conducted and showed the contribution of the microcomponent to the chromatography. Analysis of a VOCs mixture was achieved with initial concentrations in the order of 40 ppb, whereas the detection limit was of a few ppm. An enrichment factor of 800 was achieved.The advantage of using porous silicon was also demonstrated for the gas adsorption with low saturation vapor pressure. This result is interesting for explosive vapor préconcentration., Afin de pallier aux problèmes dus aux limites de détection des capteurs et des détecteurs usuels, un système de préconcentration est indispensable. Ce microcomposant permet d’accumuler le ou les vapeur(s) à détecter à l’aide d’un adsorbant et permet de les libérer sous l’effet d’une montée brutale de la température vers un détecteur. Une amplification de la concentration et donc du signal est ainsi obtenue.Cette thèse poursuit le développement d’un préconcentrateur pour la détection de vapeurs toxiques et d’explosifs. Ce préconcentrateur sera constitué d’un microcomposant en silicium rempli d’un adsorbant et muni d’une résistance de chauffage sur sa face inférieure. Des capillaires métalliques permettent d’assurer la circulation du gaz dans le dispositif. Différents types de préconcentrateurs ont été développés avec différents adsorbants afin satisfaire les conditions pour des applications concernant les composés organiques volatils (COV) et les explosifs. L’optimisation des phases d’adsorption et de désorption est cruciale pour le procédé.Le couplage entre un micro-chromatographe et un préconcentrateur a été réalisé et a montré l’apport de ce microcomposant pour la chromatographie. L’analyse d’un mélange de COV a pu être réalisée avec des concentrations initiales de l’ordre de 40 ppb alors que la limite de détection de l’appareillage était de quelques ppm. Un facteur d’enrichissement de 800 a été atteint.L’avantage de l’utilisation du silicium poreux a également été mis en évidence pour l’adsorption de gaz avec des faibles pressions de vapeur saturante. Cette propriété est intéressante pour la préconcentration de vapeur d’explosifs.