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Spin off LETI : Les détecteurs spectrométriques de rayons X qui « voient » les liquides dans nos bagages à main

Posté le 21 septembre 2017
par La rédaction dans Innovations sectorielles

Finaliste du challenge "Industrie du Futur"
A partir de 2007 le CEA LETI a développé des technologies innovantes de détection de rayons X pour le contrôle de bagages. Tout a débuté avec une collaboration Thalès – LETI en 2007-2010, poursuivie par une collaboration MultiX – LETI, échelonnée sur plusieurs années et aboutissant à des transferts réguliers de technologies.

La coopération entre le LETI et MultiX est à l’origine du développement par MultiX  de la première génération de détecteurs spectrométriques ME100. L’expertise du LETI, d’une part en conception et tests d’ASIC, traitement de signal et détecteurs à base de semi-conducteur de type CdTe/ Cd(Zn)Te et d’autre part en traitement de l’information multi-énergie X pour la discrimination de différents matériaux dans le cadre des applications de contrôle de bagages de cabine et du tri de déchets. Cette coopération a permis le transfert de ces briques technologiques à MultiX.

Le but final était de développer une barrette de détection spectrométrique à base de semi-conducteurs CdTe pour de forts flux X et d’y associer une méthode d’exploitation du signal multi-énergie de façon à améliorer l’identification du contenu d’un bagage à l’aéroport. Il s’agissait de démontrer l’amélioration apportée par la multi-énergie aux systèmes actuels qui exploitent une information biénergie. En particulier, ces détecteurs présentent des limites dans l’identification des matériaux organiques et conduisent à un taux important de fausses détections.

Le principal challenge pour le LETI était l’obtention EN TEMPS REEL d’un signal spectrométrique avec une résolution énergétique meilleure que 10% à 100keV à des flux de l’ordre de 3Mcps/s/mm2. Une spécification associant vitesse et précision a priori très difficile à tenir !

Le Laboratoire Detecteurs (LDET) du LETI a mis au point une nouvelle électronique rapide de comptage et un traitement spécifique des coups détectés. Cette nouvelle électronique a permis d’obtenir le taux de comptage souhaité avec une spectrométrie présentant une excellente résolution en énergie (de l’ordre de 9%) à un flux de 3Mcps/s/mm2 (flux nominal de rayonnement pour un système de contrôle de bagages).  8 brevets ont été déposés sur lesquels la technologie de MultiX s’appuie aujourd’hui.

Ces dernières années, on a vu l’émergence des détecteurs de rayonnement X à conversion directe réalisés à base de semi-conducteurs de type Cd(Zn)Te fonctionnant à température ambiante et pouvant se segmenter en électrodes (imagerie) avec des capacités spectrométriques (quantification). Couplées à un circuit de lecture CMOS permettant d’intégrer de nouvelles fonctionnalités, ces architectures ont ouvert des possibilités de traitement de l’information multi-énergie apportant ainsi des performances nouvelles aux systèmes d’imagerie RX et gamma. L’enjeu majeur est désormais la généralisation de l’ « imagerie couleur » dans le domaine de la sécurité afin de détecter les substances illicites et les explosifs dans les bagages aériens, le contrôle non destructif permettant, entre autres, de discriminer plus finement tout objet indésirable dans l’industrie agro-alimentaire, le tri de déchets conduisant à un processus de recyclage plus efficace et l’imagerie médicale.

Pour plus  d’informations : www.leti-cea.fr

Cet article se trouve dans le dossier :

Challenge « Industrie du Futur » : les innovations des finalistes

Procédés & Matériaux du futur
Cybersécurité & Data science
Industrie 4.0
Interviews vidéos des finalistes
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