Détecteur à courte portée pour les bioaérosols dangereux (SR-BioSpectra)

Client : Initiative de recherche et de technologie chimique, biologique, radionucléaire et explosive (IRTC)
Secteurs d'activité : Lasers, Défense et sécurité, Environnement
Technologies : Lidar par fluorescence, Conception optomécanique

SR-BioSpectra (73 ko)

Contexte

Les attaques biologiques sont rares, mais elles peuvent êtres fatales. Dans un rapport paru en 1993, l’Office of Technology Assessment du Congrès américain estime que, suivant les conditions météorologiques, la dispersion atmosphérique de 100 kg de spores du bacille du charbon dans la région de Washington D.C. pourrait causer de 130 000 à 3 millions de décès, un scénario jugé ni optimiste ni catastrophique. Une telle létalité équivaut ou est supérieure à celle d’une bombe à hydrogène. Suivant le modèle économique élaboré par le Center for Disease Control and Prevention, les coûts d’une attaque biologique s’élèveraient à 26,2 milliards de dollars par tranche de 100 000 personnes exposées, ce qui aurait des conséquences économiques désastreuses pour le pays ou le gouvernement concerné.

On trouve actuellement deux types de biodétecteurs commerciaux : des détecteurs ponctuels et des laboratoires mobiles. Habituellement, les laboratoires mobiles discriminent et identifient les agents biologiques au moyen de la technologie de réaction en chaîne de la polymérase (PCR). Le processus d’analyse est long, et seule une personne qualifiée peut effectuer ces manipulations délicates. Quant aux détecteurs ponctuels, ils ont un champ d’action limité et ne peuvent discriminer qu’un petit nombre d’agents. En effet, seuls les agents biologiques situés à proximité du détecteur peuvent être repérés. Ainsi, un nuage biologique passant quelques mètres plus loin ne sera pas détecté.

  • Une équipe d’intervention en matières dangereuses
  • Le prototype beta du SR-Biospectra
  • Un exemple de bactérie en croissance
  • Un masque à gaz

Solution

SR-BioSpectra est le dernier-né d’une famille de prototypes en développement par l’INO pour la détection d’agents biologiques. SR-BioSpectra est un lidar spectrométrique compact à courte portée utilisant la technologie de détection par fluorescence induite par laser (LIF). Il est utilisé en cas de dispersion atmosphérique d’agents biologiques aussi bien dans des lieux publiques intérieurs (e.g., métros, universités, bibliothèques) qu’extérieurs (e.g., stades, aéroports). La capacité d’analyse en temps quasi réel de SR-BioSpectra permettra de détecter rapidement toute émission de bioaérosols et de mettre en œuvre sans tarder les mesures nécessaires pour protéger les occupants et contenir la contamination. La technologie mise au point à l’INO s’inscrit dans un projet de l’Initiative de recherche et de technologie (IRTC), mené en collaboration avec MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd. (MDA), Telops, RDDC-Valcartier et RDDC-Suffield.

Le détecteur SR-BioSpectra, spécifiquement conçu en fonction des besoins des premiers répondants, présente de nombreux avantages par rapport aux autres détecteurs sur le marché, car les tests ne demandent aucun réactif, contrairement aux laboratoires mobiles qui exigent un matériel renouvelable et coûteux. La portée utile du détecteur est de 100 m sur 360 degrés et ses capacités spectroscopiques permettront une discrimination des bioaérosols détectés quant à leur dangerosité. En discriminant les bioaérosols, SR-BioSpectra permettra de confirmer que le lieu est sécuritaire pour les premiers répondants permettant ainsi une intervention efficace et sécuritaire. En outre, parmi tous les détecteurs, SR-BioSpectra est le seul à offrir une aussi vaste zone de couverture au moyen d’un seul dispositif.

L’engagement de l’INO en biodétection 

L’INO travaille depuis plus de dix ans à trouver une solution efficace et précise au problème de la détection des agents biologiques. En 1999, des chercheurs de l’INO se sont penchés sur la mise au point d’un détecteur d’agents biologiques innovateur. Quelques années plus tard, le détecteur SINBAHD (Standoff Integrated Bioaerosol Active Hyperspectral Detection) était finalisé et livré à RDDC, qui l’utilise toujours pour accroître ses capacités de détection, d’identification et de localisation d’agents biologiques. Ce détecteur, basé sur la fluorescence induite par laser détectée par intensification de la lumière et crénelage temporel, s’est montré efficace à détecter, la nuit, une faible concentration de quelques particules biologiques vivantes par litre d'air (Agent Content Particle per Litre of Air, ACPLA) dans un rayon d’environ 1,5 km.

Après des tests concluants en décembre 2008, le prototype préliminaire de SR-BioSpectra fera l’objet de quelques améliorations au printemps et à l’été 2009. Le prototype final sera testé dans des conditions simulées à l’automne 2009.

Agents biologiques

En raison de leur très petite taille, les agents biologiques sont extrêmement difficiles à détecter. La taille moyenne d’un agent biologique ou d’une toxine se situe entre 1 et 10 microns, et une concentration aussi infime que quelques centaines de particules par litre d’air suffit pour être létale. La quantité d’agents biologiques nécessaire pour avoir les mêmes conséquences catastrophiques que les armes chimiques les plus courantes est plus petite par sept ordres de grandeur, d’où leur surnom de « bombe atomique des pauvres ».

Les gouvernements ont l’obligation de protéger la population contre ce type d’attaque. Ils doivent être en mesure de détecter, de discriminer et d’identifier les agents biologiques en cause. En outre, la réponse doit être rapide pour coordonner les opérations des premiers intervenants, notamment celles de la police, de l’armée et du gouvernement.

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