EPFL, Empa et CSEM développent le premier capteur intelligent entièrement compostable

Des chercheurs de l’EPFL, de l’Empa et du CSEM ont mis au point le premier capteur intelligent entièrement compostable au monde, conçu pour surveiller les envois sensibles à la température tels que les vaccins, les médicaments ou les denrées alimentaires. Cette innovation constitue une alternative durable aux capteurs électroniques classiques à base de silicium utilisés dans la logistique et la gestion de la chaîne du froid.

Les chaînes d’approvisionnement mondiales reposent de plus en plus sur le suivi environnemental afin de garantir que les produits fragiles restent dans des plages de température strictes durant le transport. Toutefois, équiper chaque colis de capteurs électroniques traditionnels reste coûteux et génère une quantité importante de déchets électroniques. En réponse à ce défi, les trois institutions suisses ont uni leurs forces dans le cadre de GREENsPACK, un projet de quatre ans financé par le Fonds national suisse (FNS) et Innosuisse dans le cadre du programme BRIDGE Discovery, afin de développer un dispositif entièrement biodégradable capable d’assurer une surveillance sans fil de la température.

Le capteur obtenu est une étiquette imprimée, légère, sans puce, constituée exclusivement de matériaux biodégradables. L’équipe a réalisé le dispositif sur un substrat composite de biopolymère et de fibres de cellulose développé à l’Empa, associé à des circuits et à une technologie de lecture conçus par le CSEM. Au lieu de puces en silicium ou de batteries, le capteur utilise un résonateur électrique sans fil composé de pistes de zinc hautement conductrices protégées par une cire naturelle.

Lorsqu’il est scanné par un lecteur sans fil, le capteur génère un signal de résonance permettant d’en interpréter l’état. Si l’envoi dépasse un seuil de température prédéfini, une huile biosourcée intégrée à l’étiquette fond et modifie la fréquence de résonance. Ce changement, irréversible, permet aux opérateurs logistiques de déterminer immédiatement si un produit a été exposé à des conditions inadéquates. Différents seuils peuvent être définis en choisissant des huiles aux points de fusion spécifiques, telles que l’huile d’olive solidifiée, l’huile de jojoba ou l’huile de coco.

Selon le Laboratoire des Transducteurs Souples (LMTS) de l’EPFL, qui a dirigé le développement du dispositif, cette technologie montre comment les capteurs intelligents peuvent être conçus dans une logique de durabilité environnementale. En 2022, les déchets électroniques mondiaux ont atteint 62 mégatonnes, dont seulement 22% ont été recyclés, soulignant la nécessité d’alternatives aux composants traditionnels. En intégrant des matériaux compostables, la fabrication additive et une conception sans puce, la plateforme GREENsPACK vise à réduire l’impact environnemental tout en soutenant une logistique plus durable et des applications IoT responsables.