Développement de Capteurs d’Humidité Ultrasonores à ondes Acoustiques de Surface

International audience; In a European project called CUBISM, humidity sensors based on IDT (Inter Digital Transducer) technology are developed for the generation and detection of surface acoustic waves (SAW). These sensors are designed to operate at high temperature (500°C) for monitoring the drying of refractory concrete. Indeed, this humidity monitoring is important because a sudden evaporation of the water during the achievement of the structure could lead to high pressures in the pores implying consequently the destruction of the structure. Thus, the optimization of the concrete drying cycle must be combined with relevant in-situ physical measurements (humidity, pressure, temperature) and thermomechanical modelling. The real-time availability of this physical data via specific sensors integrated into the concrete is therefore a key to effective drying monitoring. Thus, for this project and its specific constraints, we have chosen the development of SAW humidity sensors because they are the most suitable to meet the specifications. In this study, the optimized parameters include the nature of the humidity-sensitive layer, the nature of the piezoelectric substrate, the architecture of the electrode array and finally the electronic measurement setup.; Dans le cadre d’un projet européen nommé CUBISM, des capteurs d’humidité basés sur la technologie IDT (Inter Digital Transducer) pour la génération et la détection des ondes acoustiques de surface ou SAW (Surface Acoustic Wave) sont développés. Ces capteurs sont destinés à fonctionner à haute température (500°C) pour le suivi du séchage du béton réfractaire. Ce suivi de l’humidité est en effet important car une évaporation brusque de l’eau lors de la mise en œuvre risque d’exercer de fortes pressions au niveau des pores et par conséquent peut conduire à l’explosion de la structure. Ainsi, l'optimisation du cycle de séchage du béton doit être associée à des mesures physiques in-situ pertinentes (humidité, pression, température) et à de la modélisation thermomécanique. La disponibilité en temps réel de ces données physiques via des capteurs spécifiques intégrés dans le béton, est donc une clef pour un monitoring efficace du séchage. Ainsi, pour ce projet et ses contraintes spécifiques, nous avons privilégié le développement de capteurs d’humidité SAW car ils sont les plus à même de répondre au cahier des charges. Dans cette étude, les paramètres optimisés sont notamment la nature de la couche sensible à l’humidité, la nature du substrat piézoélectrique, l’architecture du réseau d’électrodes et enfin la chaîne de mesure électronique