Véritables robots miniatures, les microsystèmes électromécaniques vont révolutionner la recherche dans les cinq prochaines années. Demain, ils s’intégreront dans tous les objets de la vie courante… et même dans le corps humain !
Imaginez une armée de petits robots, miniaturisés à l’extrême et présents dans tous les objets de la vie courante. Chacun serait spécialisé dans une tâche précise : réaliser des tests, souder, soulever de la matière… Si vous pensez que cela est digne d’un film de science-fiction, détrompez-vous ! De nombreux laboratoires de recherche travaillent déjà depuis une vingtaine d’années sur ces petites machines. On les appelle les Mems (Micro-Electro Mechanical Systems), ou microsystèmes électromécaniques. Ils sont minuscules, mesurant chacun entre une dizaine et plusieurs centaines de micromètres seulement, proches de l’épaisseur d’un cheveu !
Des microsystèmes qui savent interagir avec leur environnement
Cette prouesse est rendue possible par l’assemblage d’une partie mécanique et d’un circuit électronique, sculpté dans du silicium. Véritables gravures d’art, les Mems sont plus que de simples composants électroniques dont on aurait réduit la taille. Conçus sur la base d’un capteur (de pression ou d’accélération, par exemple), d’une partie électronique de traitement du signal et d’une partie mécanique qui effectue une action (une pompe, un levier…), les microsystèmes savent interagir avec leur environnement. Légers et très peu gourmands en énergie, les Mems ont de très nombreux usages : dans l’informatique, le médical et bien d’autres secteurs. Et le nombre d’applications ne cesse de croître, à mesure que les recherches sur les Mems se diversifient.Mais aujourd’hui, leur coût de fabrication est encore élevé et leur fiabilité n’est pas assurée. Bien que proche des techniques éprouvées par les fabricants de processeurs et autres puces, la conception de Mems reste délicate. En plus de leur complexité due au mariage entre mécanique et électronique, ces objets de très petites dimensions sont facilement écrasés ou déformés lors de leur fabrication. La plupart des Mems voient donc le jour dans les salles blanches des grands laboratoires universitaires mondiaux plutôt que chez les industriels. Ceux-ci n’envisagent en effet pas de viabilité économique de ces microsystèmes avant 2008 ou 2009.
La seconde génération de Mems sera plus autonome
Cela n’empêche nullement les chercheurs de commencer à plancher sur les Mems de seconde génération. Aujourd’hui, la question de l’alimentation pose problème : les batteries sont trop volumineuses et trop lourdes pour les microsystèmes. L’alimentation à distance ou, mieux, la récupération de l’énergie électrostatique et vibratoire de leur environnement constituent d’ores et déjà de sérieuses solutions alternatives. Et en les dotant d’outils de communication à distance, les Mems devraient encore accroître leur autonomie. Ils deviendront de véritables ‘ boîtes noires ‘, pour la traçabilité agroalimentaire par exemple. A terme, ‘ les microsystèmes deviendront multifonctionnels, autonomes, communicants et intelligents ‘, prédit Daniel Estève, directeur de recherche CNRS au Laboratoire d’analyse et d’architecture de système de Toulouse.Comme les fourmis, les Mems pourront donc communiquer entre eux, vérifier qu’ils se sont positionnés au bon endroit et réagir à une situation pour laquelle ils ont été programmés. Cette intelligence collective pourrait être utilisée dans la surveillance de sites sensibles avec des Mems-sentinelles. Un exemple d’application qui a persuadé le gouvernement américain d’investir dans les microsystèmes dès les années 1990
