Mesurer le frère mortel de l'éthanol

Le méthanol est parfois considéré comme le frère mortel de l'éthanol. Alors que ce dernier est la substance enivrante du vin, de la bière et de l'alcool, le premier est un produit chimique qui se dégrade en substances hautement toxiques dans le corps humain. Même une quantité relativement faible de méthanol peut entraîner la cécité ou la mort si elle n'est pas traitée.

Les boissons alcoolisées contaminées par le méthanol provoquent régulièrement des cas d'intoxication, surtout dans les pays en développement et émergents. En effet, la fermentation alcoolique produit également du méthanol en petites quantités. Là où des boissons alcoolisées sont distillées de manière non professionnelle dans les arrière-cours, des quantités importantes de méthanol peuvent se retrouver dans l'eau-de-vie. Une autre cause d'intoxication est la consommation de boissons mélangées à de l'eau d'essuie-glace ou à d'autres liquides contenant du méthanol.

Analyse de boissons et test respiratoire

Jusqu'à présent, le méthanol ne pouvait être distingué de l'éthanol que dans un laboratoire d'analyse chimique. Même pour diagnostiquer une intoxication au méthanol dans les hôpitaux, il faut des appareils relativement grands et coûteux. "Dans les pays émergents et en développement, où les intoxications au méthanol sont les plus fréquentes, de tels appareils ne sont souvent pas disponibles", explique Andreas Güntner, chef de groupe au Particle Technology Laboratory du professeur de l'ETH Sotiris Pratsinis et chercheur à l'Hôpital universitaire de Zurich.

Lui et ses collègues ont maintenant développé un appareil peu coûteux et portable, basé sur un petit capteur d'oxyde métallique. Celui-ci permet de "renifler" les vapeurs de méthanol et d'éthanol en deux minutes au-dessus d'une boisson, afin de détecter l'alcool frelaté. L'appareil peut également détecter une intoxication au méthanol en analysant l'air expiré par un patient. Dans un service d'urgence, cela permet de prendre immédiatement les mesures adéquates.

Séparer le méthanol de l'éthanol

Les capteurs à oxyde métallique permettaient déjà de mesurer les vapeurs d'alcool. Mais ils ne permettaient pas de distinguer les différents alcools comme l'éthanol et le méthanol. "Même les éthylotests utilisés par la police ne mesurent que l'éthanol, bien qu'ils reconnaissent aussi à tort le méthanol comme de l'éthanol selon l'appareil", explique Jan van den Broek, premier auteur de l'étude et doctorant à l'ETH.

D'une part, les scientifiques de l'ETH ont développé un capteur d'alcool ultrasensible à partir de nanoparticules d'oxyde d'étain mélangé à du palladium. D'autre part, ils ont utilisé une astuce pour différencier le méthanol de l'éthanol : Les échantillons n'arrivent pas directement sur le capteur, mais les deux alcools sont séparés l'un de l'autre dans un petit tube placé devant. Le tube est rempli d'un polymère poreux à travers lequel l'air à analyser est aspiré par une petite pompe. Le méthanol traverse le tube en polymère plus rapidement que l'éthanol en raison de la taille plus petite de sa molécule.

L'appareil de mesure s'est révélé extrêmement sensible. Lors de tests en laboratoire, il a détecté les plus petites impuretés de méthanol dans les boissons alcoolisées, jusque dans la zone basse des valeurs limites autorisées par la loi. En outre, les scientifiques ont analysé des échantillons d'haleine d'une personne qui avait bu du rhum auparavant, les chercheurs ayant ajouté ultérieurement une petite quantité de méthanol à l'échantillon d'haleine à des fins de test.

Inscription pour le brevet

Les chercheurs ont déposé une demande de brevet pour la méthode de mesure. Ils s'emploient maintenant à intégrer la technologie dans un appareil qui puisse être utilisé dans la pratique. "Comme la technologie est bon marché, elle convient bien aux pays en développement. Elle est en outre facile à utiliser et peut être employée par des personnes sans formation de laboratoire, par exemple par les autorités et aussi par les touristes", explique Güntner. Elle est en outre intéressante pour le contrôle de la qualité dans les distilleries d'eau-de-vie.

Le méthanol ne joue pas seulement un rôle dans le contexte des boissons alcoolisées, il est également un produit chimique industriel important qui pourrait même devenir encore plus important : Le méthanol est considéré comme une source d'énergie possible pour l'avenir - les piles à combustible au méthanol permettent d'alimenter des véhicules. Une autre utilisation possible serait donc des capteurs d'alarme pour détecter les fuites dans les réservoirs.

L'étude faisait partie du projet phare page externeZurich Exhalomics de Hochschulmedizin Zürich.