Des chercheurs développent un éthylotest optique intégré à l’écran d’un smartphone

Des chercheurs développent un éthylotest optique intégré à l'écran d'un smartphone

Résumé graphique. Crédit : DOI : 10.3390/s21124076

L’abus d’alcool est une préoccupation mondiale. Chaque année aux États-Unis seulement, des milliers de conducteurs meurent de conduite en état d’ébriété. Ces incidents tragiques pourraient être considérablement réduits si le public avait accès à un éthylotest à tout moment et n’importe où. Malheureusement, le public n’est tout simplement pas intéressé à porter un tel objet.

Des chercheurs du Centre d’optique, photonique et laser (COPL) de l’Université Laval, au Canada, ont analysé ce problème répandu et trouvé une solution potentielle : l’intégration d’un éthylotest dans un smartphone. Bien sûr, cette idée n’est pas nouvelle ; plusieurs communautés scientifiques ont tenté cet exploit. Le problème est que les technologies actuelles de détection des taux d’alcoolémie ne sont pas adéquates pour être intégrées dans les téléphones. En effet, ils sont encombrants, coûteux, complexes à produire en masse et peu durables en raison de la nécessité de remplacer les capteurs chimiques.

Au lieu d’essayer d’intégrer une technologie d’alcootest existante dans le téléphone, les chercheurs se sont demandé si les composants existants dans les téléphones pouvaient être utilisés pour mesurer la teneur en alcool dans le sang. Cette question les a conduits à une invention intéressante : un éthylotest optique intégré à l’écran du téléphone. Le principe de fonctionnement est basé sur l’évaporation du brouillard d’haleine sur l’écran. Lorsqu’une vitre est embuée, des milliers de microgouttelettes se forment à la surface. Lorsque l’haleine contient de l’alcool, ces microgouttelettes s’évaporent plus rapidement car l’alcool s’évapore plus vite que l’eau contenue dans l’haleine d’une personne sobre.

Les chercheurs ont dû faire preuve d’ingéniosité pour trouver un moyen de mesurer ce taux d’évaporation. Les écrans en verre multimédia, tels que le verre Gorilla, utilisés pour protéger les téléphones, les tablettes et les montres connectées, ont une couche anti-rayures. Cette couche est plus dense que le reste du verre et forme un guide d’onde plan. Comme dans une fibre optique dont le cœur est plus dense que la zone environnante, la lumière peut être guidée d’un bout à l’autre de la pièce. La source de lumière utilisée dans la nouvelle technologie est simplement celle de l’écran du téléphone. Cette lumière traverse normalement l’écran de verre sans être déviée pour atteindre nos yeux. Cependant, lorsque l’écran est embué, une partie de la lumière est couplée au guide d’ondes plan sur la surface de l’écran et guidée vers le côté de l’écran où une photodiode est placée pour mesurer l’intensité lumineuse.

Le couplage au guide d’onde plan s’effectue grâce à une forte réflexion interne totale qui se produit au bord de chaque microgouttelette. L’intensité lumineuse mesurée au niveau de la photodiode est donc proportionnelle au nombre de microgouttelettes et diminue avec l’évaporation. Lorsque le brouillard contient de l’alcool, les microgouttelettes sur l’écran s’évaporent plus rapidement et l’intensité mesurée au niveau de la photodiode diminue également plus rapidement. Les chercheurs ont démontré une corrélation entre la signature d’intensité lumineuse et le taux d’alcoolémie de l’utilisateur.

Les chercheurs ont construit un prototype alimenté par la batterie du téléphone avec une application pour guider l’utilisateur sur la façon de passer le test d’alcoolémie. Un seul composant doit être ajouté au téléphone : une photodiode. Évidemment, une photodiode est abordable et les téléphones modernes en ont déjà plusieurs intégrés (par exemple, capteur de proximité, capteur de lumière ambiante). Le prototype a été testé chez plusieurs parties pour comprendre les paramètres et les conditions qui pourraient affecter les mesures.

« Nous sommes très enthousiasmés par cette nouvelle technologie qui pourrait avoir un réel impact dans la société », déclare le Dr Jérôme Lapointe, premier auteur de l’article publié dans Capteurs. « Bien que la technologie fonctionne bien dans un environnement contrôlé, les conditions ambiantes dans un environnement réel affectent grandement les mesures. Par exemple, s’il fait plus chaud ou moins humide, le brouillard sur l’écran s’évapore plus rapidement. Par conséquent, il sera nécessaire de tester dans toutes les conditions possibles afin que l’alcootest puisse être calibré. Heureusement, les téléphones d’aujourd’hui ont plusieurs capteurs, y compris ceux de température et d’humidité, qui peuvent être utilisés pour enregistrer toutes les conditions pour chaque test. Après avoir accumulé une grande base de données, nous espèrent utiliser l’intelligence artificielle en formant un réseau de neurones pour obtenir une précision qui convaincra les grands fabricants de téléphones d’intégrer l’éthylotest dans les écrans. »


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Plus d’information:
Jérôme Lapointe et al, éthylotest optique intégré à l’écran du smartphone, Capteurs (2021). DOI : 10.3390/s21124076

Offert par l’Université Laval

Citation: Des chercheurs développent un alcootest optique intégré à l’écran du smartphone (2021, 11 août) récupéré le 11 août 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-08-smartphone-screen-integrated-optical-breathalyzer.html

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