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6 juin 2019 | Identification automatisée de toxiques chimiques

CEA List Identification automatisee de toxiques chimiques 250Un algorithme d’identification automatisée en temps réel de toxiques chimiques et d’explosifs a été mis au point en collaboration avec le CNRS dans le cadre du programme interministériel de R&D pour la lutte contre les menaces NRBC-E1.

À la demande du Laboratoire Central de la Préfecture de Police, les chercheurs du List2, institut de CEA Tech, ont développé un logiciel d’identification automatisée et en temps réel de toxiques chimiques et d’explosifs. Celui-ci est basé sur l’utilisation d’une « machine à vecteurs de support » (SVM), un outil sophistiqué utilisé par les techniques d’intelligence artificielle, à l’instar des réseaux de neurones.

Contrairement à ces derniers, le SVM est un « classifieur optimal », c’est-à-dire qu’il permet de déterminer si un composé chimique est présent ou non dans un mélange avec une très grande confiance.

Les éventuels toxiques devant être recherchés les uns après les autres, les chercheurs ont mis au point une technique de présélection intelligente de zones d’intérêts dans les spectres FTIR3 de composés répertoriés dans une base dite de « menaces ». Ces zones d’intérêt sont ensuite inspectées dans le spectre d’un échantillon inconnu. Les informations fournies au SVM sont en outre pré-calculées et simplifiées par des méthodes d’analyse de signal classiques.

Autre originalité : la phase d’apprentissage indispensable du SVM est faite à partir de spectres théoriques, évitant le recours à d’importantes bases de données. Un outil développé au List, permet de générer automatiquement, et à partir de quelques spectres réels, les spectres théoriques de mélanges à partir de milliers de molécules.

Les tests menés en aveugle ont révélé une excellente sélectivité et une sensibilité, en deçà de 4 à 5% dans les mélanges de poudres. La méthode, baptisée PCC pour « classification de corrélation des pics », a été brevetée par le List.


[1] Nucléaires, radiologiques, biologiques, chimiques et explosifs
[2] Depuis 2006, le List est labellisé Institut Carnot (Institut Carnot TN@UPSaclay)
[3] FTIR : spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier

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