Les technologies clés

* Technologies organisationnelles et d'accompagnement

Microtechniques

Fiche Technologie-clé n : 132

VERSION 3

Comprendre la technologie

[100tc]Définition

le microsystème est un dispositif multifonctionnel miniaturisé dont les dimensions maximales n'excèdent pas quelques millimètres. Les microstructures de base servant d'éléments sensibles ou d'actionneurs ont une taille de l'ordre du micromètre et sont obtenues par des techniques de micro-usinage issues de la fabrication des circuits intégrés (dépôt de matière en couches minces, photolithographie, gravure sèche ou en phase liquide...).

[100tc]Techniques mises en oeuvre

les microtechniques incluent non seulement des technologies de micro-électronique, mais aussi de micromécanique, micro-optique, micromagnétisme, chimie...

Objectifs de la technologie

[100tc]Contexte concurrentiel et économique

les microtechniques, ou microtechnologies, et les microsystèmes suscitent depuis plusieurs années de grands programmes de recherche à travers le monde (Japon, Etats-Unis, pays d'Europe...). Ces technologies ont un caractère diffusant comparable à celui de la microélectronique qui trouve des applications dans tous les secteurs d'activité.

[100tc]Contexte concurrentiel et économique

les enjeux technico-économiques majeurs de la miniaturisation sont de réduire le coût unitaire des dispositifs, grâce à la fabrication collective inspirée des technologies du silicium, pour les marchés de gros volumes, et d'obtenir des gains en fiabilité, sécurité, encombrement et poids, maniabilité, miniaturisation des sources d'énergie et minimisation de la consommation. Pour certains marchés de pointe, nécessitant des petites séries, voire une fabrication à l'unité, la miniaturisation et les gains en poids et encombrement sont les facteurs déterminants (ex. aérospatial).

[100tc]Fonctions remplies :

un microsystème est un dispositif miniature multifonctionnel capable de détecter des grandeurs physico-chimiques dans le milieu environnant, traiter les informations recueillies, les communiquer à l'extérieur et déclencher des actions. Ses trois modules fonctionnels de base sont : capteur, actionneur, et électronique de traitement du signal. Pour certaines applications où le microsystème doit être autonome s'ajoutent des modules d'alimentation et de communication miniaturisés. Grâce à la complémentarité de ses fonctionnalités, un microsystème peut gérer intelligemment le fonctionnement d'une machine, d'un process industriel ou d'un moteur automobile, par exemple.

Environnement technologique

[100tc]Technologies concurrentes :

le plus souvent, les microtechnologies apportent de nouvelles fonctionnalités qui arrivent en complément des technologies existantes. Par exemple, l'airbag, dont le dispositif de base est un micro-accéléromètre intelligent, vient en complément de la ceinture de sécurité, ou l'asservissement du pace-maker avec un accéléromètre biaxe pour suivre l'activité du patient. Dans le domaine médical, les systèmes miniaturisés pourraient faire évoluer certaines techniques d'intervention invasives vers de la chirurgie mini-invasive.

[100tc]Evolutions technologiques :

intégration de plus en plus poussée sur une même plaque de silicium des différentes fonctions ; mise au point de techniques collectives de connectique, d'assemblage et d'encapsulation ; mise au point d'outils de simulation, de conception et de fabrication assistées par ordinateur ; amélioration de la compatibilité des technologies entre elles ; résolution des problèmes liés aux dispositifs d'alimentation et de contrôle des systèmes. Il existe déjà des prototypes opérationnels de micropompes, microvannes et microvalves (à partir de membranes souples de silicium), de micro-interrupteurs, de coupleurs de fibres optiques. Beaucoup plus futuristes sont les micromachines autonomes envisagées pour réaliser des opérations de détection et d'intervention dans des tuyaux d'installations industrielles difficiles d'accès, voire dans les vaisseaux du corps humain. Les Japonais se proposent de mettre au point d'ici la fin de la décennie de tels microrobots, articulés autour de plusieurs microsystèmes reliés entre eux.

[100tc]Programmes de recherche :

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