Microsystème électromécanique

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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 micromètriques, 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 microtechnologies, 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 télécommunications, ainsi que dans certaines applications "de tous les jours" tel que certains vidéoprojecteurs, téléviseurs haute-définition ou airbags automobiles.

Les MEMS ont été développés au début des années 1970 en tant que dérivé 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 électroniques, informatiques, chimiques, mécaniques, optiques. 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 piézoélectriques, divers polymères, 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 (MicroOptoElectro 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.

[modifier] Exemples d'application concrets

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 imprimante jet d'encre.
Les micro-miroirs qui définissent les pixels de certains modèles de vidéoprojecteurs.
Les accéléromètres 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^[1].
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 (piezoélectriques).
Les capteurs de pression.
Les filtres électromécaniques, qui isolent une fréquence du signal d'entrée en utilisant la résonance d'un système masse-ressort.