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Résultat scientifique | Micro-nanoélectronique

Microélectronique : les MEMS sont parmi nous


Ils mesurent environ 1mm² et sont constitués d’éléments mécaniques pouvant mesurer moins du dix millièmes de millimètre, comportent au moins un élément mobile ou vibrant et sont capables de détecter la moindre variation de vitesse, de direction ou de poids. Nichés dans les systèmes automobiles, les téléphones portables ou encore les manettes de jeux, les microsystèmes électromécaniques, MEMS, ont envahi notre quotidien. Depuis trente ans, les chercheurs du CEA-Leti, à Grenoble, se consacrent à ces dispositifs, en partenariat avec des industriels. Rencontre avec Philippe Robert, Chef du Laboratoire composants micro-capteurs au CEA–Leti.
Publié le 5 septembre 2013

Qu’est-ce qu’un MEMS ?

Un microsystème électromécanique, MEMS, est un dispositif comprenant un ou plusieurs éléments mécaniques. Il convertit un changement physique en signal électrique (capteur) ou le contraire (actionneur). Chaque MEMS se compose d’une structure - aux dimensions micrométriques - en deux parties : l’une fixe, l’autre mobile. Dans les cas des accéléromètres, par exemple, il s’agit de deux peignes en silicium dont la partie mobile se déplace lors d’une accélération. Son mouvement est alors traduit en un signal électrique, lequel est analysé par le composant électronique du MEMS pour commander une action.
Outre l’accéléromètre, il existe d’autres types de MEMS pour détecter les mouvements de rotation, le champ magnétique terrestre, la pression atmosphérique ou encore la composition d’un gaz...


VidéoLes MEMS, ils sont partout !

Le CEA-Leti spécialiste des MEMS

Depuis plus de trente ans, le CEA-Leti se consacre à la recherche et au développement des MEMS. Ce sont aujourd’hui près de 150 chercheurs qui travaillent sur cette technologie, ce qui fait du CEA-Leti, le laboratoire le plus important au niveau mondial sur le développement de ces microsystèmes. Pour fabriquer ces MEMS, les chercheurs disposent de salles blanches fonctionnant 24H/24 et dotées de plus 500 équipements de pointe.

Leur dernière innovation ? Le développement d’une nouvelle technologie de capteurs MEMS, baptisée M&NEMS, qui associe des composants MEMS classiques avec des nanostructures mécaniques. Cette nouvelle technologie permet à la fois de faire des multi-capteurs, c’est-à-dire qu’il est possible de réaliser sur une même plateforme accéléromètre, gyromètre, magnétomètre, capteur de pression et microphone, mais surtout de fortement miniaturiser ces capteurs pour en diminuer le coût et augmenter l’intégration. Un enjeu de taille, compte tenu du marché en très forte croissance des MEMS qui représente 11 milliards de dollars en 2012 et qui devrait atteindre plus de 16 milliards de dollars en 2016. Quand on sait de plus, qu’aujourd’hui dans l’industrie, chaque capteur MEMS est fabriqué avec une filière technologique spécifique, qu’un téléphone portable est équipé d’une dizaine de capteurs et qu’une voiture de plusieurs dizaines, on comprend mieux l’importance de cette innovation pour adresser les objectifs de coût et de l’intégration requis par ces marchés de gros volume.


Le fonctionnement des airbags repose sur des MEMS.


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