Microsystème électromécanique
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2008-07-17T06:42:48Z
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/* Exemples d'application */
Un '''microsystème électromécanique''' est un [[microsystème]] comprenant un ou plusieurs éléments mécaniques, utilisant l'électricité comme source d'énergie, en vue de réaliser une fonction de capteur et/ou d'actionneur avec au moins une structure présentant des dimensions micrométriques, et que la fonction du système est en partie assurée par la forme de cette structure. On trouve aussi le terme de '''système micro-électro-mécanique''' mais le terme le plus souvent employé est l'anglais '''MEMS''' (Micro Electro Mechanical Systems).
Issus de la technologie de la [[micro-électronique]], les MEMS font appel pour leur fabrication aux [[microtechnologie]]s, qui permettent une production à grande échelle. Ils sont utilisés dans des domaines aussi variés que l'[[automobile]], l'[[aéronautique]], la [[médecine]], la [[biologie]], les [[télécommunication]]s, ainsi que dans certaines applications "de tous les jours" telles que certains vidéoprojecteurs, [[téléviseur]]s haute-définition ou [[Coussin gonflable de sécurité|coussins gonflables de sécurité]] pour [[automobile]]s ({{Guil|Airbags}}).
== Histoire ==
Les MEMS ont été développés au début des années 1970 en tant que dérivés de la [[micro-électronique]] et leur première commercialisation remonte aux années 1980 avec des capteurs de pression sur silicium qui remplacèrent rapidement les technologies plus anciennes et constituent encore une part importante du marché des MEMS. Depuis lors les MEMS ont connu un important développement et restent encore en plein essor.
C'est un domaine de recherche relativement récent qui combine l'utilisation des techniques [[électronique]]s, [[informatique]]s, [[chimique]]s, [[mécanique]]s, [[optique]]s. Les MEMS sont le plus souvent à base de [[silicium]], mais on utilise également d'autres matériaux suivant l'adéquation de leurs propriétés physiques à certaines applications, comme les [[métaux]], les matériaux [[Piézoélectricité|piézoélectriques]], divers [[polymère]]s, etc.
Face au développement de ce domaine, on a vu apparaitre des termes dérivés pour désigner des MEMS spécialisés. Par exemple, dans le domaine optique on utilise le terme '''[[MOEMS]]''' (''Micro''Opto''Electro Mechanical Systems'') ou '''Optical MEMS''', alors que dans le domaine biologique on utilise '''bioMEMS'''. On notera aussi un nouveau terme, '''[[NEMS]]''' (Nano Electro Mechanical Systems), '''Nanosystèmes''' en français, désignant des structures semblables aux MEMS mais de taille sub-micrométrique.
==Technologie de fabrication==
Les technologies de fabrication des microsystèmes dérivent assez largement de celles de la microélectroniques. Des [[Wafer]]s de silicium sont généralement utilisés comme substrat, et les microsystèmes sont produits par une succession d'étapes d'[[épitaxie]], de résinage, de[[photolithographie]] et d'attaque sèche ou humide.
Les principales spécificités des technologies de microsystèmes, comparées à la microélectronique, sont liées à la réalisation de parties mobiles, donc relativement détachées du substrat, ce qui s'obtient généralement par recours à une couche sacrificielle.
== Composition ==
Les MEMS sont composés de mécanismes mécaniques (résonateurs, poutres, micromoteurs, etc.) réalisés sur silicium à l’échelle micrométrique. Ces différents éléments mécaniques sont mis en mouvement (actionnés) grâce aux forces générées par des [[transducteur]]s électromécaniques. Ceux-ci sont alimentés par des tensions produites avec des circuits électroniques avoisinants. Les transducteurs électromécaniques jouent alors le rôle de l’[[interface]] entre les domaines mécanique et électrique. Les transducteurs électrostatiques ou capacitifs y sont utilisés le plus souvent, bien que l’on puisse rencontrer des interfaces électromécaniques basées sur des [[magnétisme|phénomènes magnétiques]] et thermomécaniques.
==Exemples d'application ==
Si les laboratoires ont imaginé et produit un nombre immense de MEMS, avec des applications allant de l'électronique à la biologie, les plus importants (industriellement) sont :
* Les injecteurs pour imprimantes à [[jet d'encre]].
* Les [[matrice de micro-miroirs|micro-miroirs]] qui définissent les pixels de certains modèles de [[vidéoprojecteur]]s.
* Les [[accéléromètre]]s destinés à des domaines divers tels que l'[[automobile]] ou plus récemment le jeu vidéo, comme la nouvelle manette à détection de mouvement de la [[console de jeu]] [[Wii]] de [[Nintendo]]<ref>{{fr}}[http://www.st.com/stonline/stappl/press/news/year2006/fra/t2031.htm Annonce concernant la manette de la Wii sur le site ST Microelectronics]</ref>, ou [http://www.apple.com/fr/iphone/specs.html le téléphone Iphone d'Apple].
.
* Les vannes de contrôle microfluidiques.
* Les [[micro-relais]], le plus souvent à actionnement capacitif.
* Les émetteurs/récepteurs acoustiques, comme les cMUTs (capacitifs) ou les pMUTs (piézoélectriques).
* Les [[Sonde de pression|capteurs de pression]].
* Les filtres électromécaniques, qui isolent une fréquence du signal d'entrée en utilisant la résonance d'un système masse-ressort.
==Liens internes==
* [[Microsystème]]
* [http://imep-lahc.grenoble-inp.fr/49640389/0/fiche___pagelibre/ Site sur les nanosystèmes étudiés à l'IMEP, Grenoble ]
* [http://communication.minatec.inpg.fr/montes/mems/index.htm Site sur les MEMS pour les étudiants (cours, travaux pratiques, exemples).]
* Un procédé de fabrication de MEMS, le [[Procédé LIGA]]
==Sources==
<references />
{{Portail|physique|électricité et électronique}}
[[Catégorie:Technologie]]
[[Catégorie:Micro-électronique]]
[[cs:MEMS]]
[[da:MEMS]]
[[de:Micro-Electro-Mechanical System]]
[[en:Microelectromechanical systems]]
[[es:Sistemas microelectromecánicos]]
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[[ja:MEMS]]
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[[pl:Micro Electro-Mechanical Systems]]
[[ru:Микроэлектромеханические системы]]
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[[vi:MEMS]]
[[zh:微機電系統]]