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1 - DIFFÉRENTS TYPES DE MESURE

2 - EXEMPLES ET APPLICATIONS INDUSTRIELLES

3 - PERSPECTIVES POUR LES MICROCAPTEURS

4 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : R431 v1

Perspectives pour les microcapteurs
Capteurs MEMS - Techniques de mesures

Auteur(s) : Gilles Amendola, Patrick Poulichet, Laure Sevely, Laurie Valbin

Date de publication : 10 sept. 2011

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INTRODUCTION

Après avoir exposé dans le premier article (article [R 430]) les technologies de fabrication, les principaux effets rencontrés et les traitements électroniques associés, le but de ce 2e article est d’exposer les techniques utilisées et leur réalisation industrielle (ou expérimentale) dans les principaux types de mesures ; ainsi, les méthodes utilisées pour les mesures de pression, accélération, vitesse angulaire, courant, détection d’agents chimiques, etc. seront développées.

Rappelons au lecteur qui n’aurait pas lu [R 430] que nous définissons par « microsystèmes » des systèmes à base de microtechnologie qui associent des principes mécaniques, électriques, optiques, chimiques, etc. et l’électronique de traitement. Le terme « MEMS » est utilisé pour des microsystèmes basés sur des principes électriques et mécaniques et les microcapteurs (ou capteurs MEMS) sont des microsystèmes dédiés à la détection ou à la mesure de grandeurs physiques.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-r431


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3. Perspectives pour les microcapteurs

L’évolution des microcapteurs va vers une réduction de leurs géométries afin d’observer des effets invisibles jusqu’alors, réduire leur consommation, améliorer leurs performances, et conduit au concept de réseaux de capteurs et aussi à la réalisation de nanocapteurs.

3.1 Aspect réseaux de capteurs

Il s’agit là de tirer parti de la faible dimension et du faible coût de ces nouveaux capteurs pour effectuer, non plus une mesure en un point, mais un ensemble de mesures en différents points pour avoir non seulement une mesure, mais une moyenne et aussi une variation spatiale de cette grandeur, ou une position associée à cette mesure (information géographique). On imagine ainsi des applications telles que la surveillance d’ouvrage, environnement, suivi et surveillance de cargaison, applications médicales. Cela suppose une réflexion sur l’architecture de ce réseau, la façon dont les capteurs communiquent entre eux de manière efficiente et pose quelques questions sur la consommation. Des solutions sans fil sont actuellement possibles avec des protocoles de communications tels que Bluetooth, standardisé sous la norme IEEE 802.4.15 et ZigBee. ZigBee offre des débits de données moindres, mais consomme moins que Bluetooth.

HAUT DE PAGE

3.2 Nanotechnologies

Les Micro et Nano Electromechanical Systems (MEMS et NEMS) sont fabriqués par des procédés top-down similaires, où l’on part d’un matériau que l’on usine à la forme souhaitée.

Diverses approches bottom-up ont été développées, soit utilisant des atomes et molécules pour construire des structures, comme des nanoparticules et nanofils, ce qui est déjà réalisé en laboratoire avec des outils tels qu’un AFM, mais représente une grande difficulté pour la réalisation en masse ; soit reposant sur l’auto-assemblage, ou croissance de nanostructures particulières utilisées comme capteurs, où l’on immerge une nanostructure avec des atomes du même type, et la structure se développe en capturant des atomes.

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3.2.1 Nanomatériaux

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - LIU (K.), ZHANG (W.), CHEN (W.), LI (K.), DAI (F.), CUI (F.), WU (X.), MA (G.), XIAO (Q.) -   The development of micro-gyroscope technology  -  Journal of Micromechanics and Microengineering – Volume 19(1), Pages 1-29 (2009).

  • (2) - EATONY (W.P.), SMITH (J.H.) -   Micromachined pressure sensors : review and recent developments  -  Smart Materials and Structures. Volume 6(5), Pages 530-539 (1997).

  • (3) - TRAUTWEILER (S.), MOSIER (N.), ZDANKIEWICZ (E.) -   New Silicon-Based Metal-Oxide Chemical Sensors  -  MicroChemical Systems, http://archives.sensorsmag.com/articles/0999/109/index.htm.

  • (4) - TSAI (P.P.), CHEN (I.-C.), HO (C.-J.) -   Ultralow power carbon monoxide microsensor by micromachining techniques  -  Sensors and Actuators B 76 380-387 (2001).

  • (5) - AIKEN (T.) -   *  -  . – MOS Air Quality Sensors Make Vehicle Cabins Safer, http://archives.sensorsmag.com/articles/0204/40/main.shtml.

  • ...

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