{"id":116350,"date":"2026-04-01T07:30:00","date_gmt":"2026-04-01T05:30:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.reichelt.com\/magazin\/?p=116350"},"modified":"2026-03-27T13:32:40","modified_gmt":"2026-03-27T12:32:40","slug":"dou-viennent-et-ou-vont-les-capteurs-mems","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.reichelt.com\/magazin\/fr\/articles-techniques\/dou-viennent-et-ou-vont-les-capteurs-mems\/","title":{"rendered":"D’o\u00f9 viennent et o\u00f9 vont les capteurs MEMS\u00a0?"},"content":{"rendered":"\n

Les capteurs MEMS sont int\u00e9gr\u00e9s dans tous les smartphones, mais peuvent \u00e9galement jouer un r\u00f4le essentiel dans la technologie industrielle. Ils ont consid\u00e9rablement \u00e9largi notre marge de man\u0153uvre pour enregistrer certaines mesures m\u00e9caniques et y r\u00e9agir tr\u00e8s rapidement. Mais\u00a0: Quelle technologie se cache derri\u00e8re l’acronyme MEMS et quelles possibilit\u00e9s encore inexploit\u00e9es leur utilisation offre-t-elle dans les applications professionnelles\u00a0?<\/em><\/p>\n\n\n\n

Les capteurs MEMS permettent de modifier l’orientation de l’image simplement en tournant un smartphone. Il n’y a pratiquement personne qui n’utilise pas cette fonction quotidiennement et qui ne soit donc pas familier avec cet exemple simple. D’un autre c\u00f4t\u00e9, rares sont ceux qui savent comment ce m\u00e9canisme fonctionne et quelles sont les multiples possibilit\u00e9s d’utilisation qu’offre la technologie MEMS.<\/p>\n\n\n\n

Indispensable pour la num\u00e9risation<\/h2>\n\n\n\n

Dans les applications industrielles notamment, la technologie MEMS peut contribuer de mani\u00e8re significative \u00e0 la transformation num\u00e9rique de l’\u00e9conomie gr\u00e2ce \u00e0 la fabrication bas\u00e9e sur les donn\u00e9es. En effet, pour que les syst\u00e8mes de production g\u00e9n\u00e8rent une forte valeur ajout\u00e9e, ils doivent traiter le plus grand nombre possible de donn\u00e9es, parfois tr\u00e8s diff\u00e9rentes, de mani\u00e8re \u00e0 cr\u00e9er de la valeur. Les capteurs et les transducteurs servent de sources d’information.<\/p>\n\n\n\n

Ils fournissent aux syst\u00e8mes sup\u00e9rieurs des informations sur les param\u00e8tres physiques et l’\u00e9tat des installations, qui servent de base d\u00e9cisionnelle pour le contr\u00f4le et la r\u00e9gulation, ainsi que pour l’exploitation et la maintenance des installations. Les capteurs MEMS peuvent ainsi contribuer \u00e0 \u00e9viter les arr\u00eats de machines et les probl\u00e8mes de qualit\u00e9, et \u00e0 accro\u00eetre la durabilit\u00e9 en am\u00e9liorant l’efficacit\u00e9 de la production et l’efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique.<\/p>\n\n\n\n

\"Les
Les syst\u00e8mes de production connect\u00e9s exploitent les donn\u00e9es des capteurs en temps r\u00e9el afin d’optimiser les processus et d’am\u00e9liorer l’efficacit\u00e9 des usines intelligentes modernes.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Des capteurs de plus en plus importants<\/h3>\n\n\n\n

La d\u00e9tection et la mesure de param\u00e8tres physiques n\u00e9cessitent g\u00e9n\u00e9ralement la conversion de la grandeur \u00e0 mesurer en un signal \u00e9lectrique. Dans le pass\u00e9, cela n\u00e9cessitait souvent des dispositifs m\u00e9caniques de pr\u00e9cision tr\u00e8s complexes. Ceux-ci \u00e9taient souvent volumineux et co\u00fbteux, ce qui rendait leur int\u00e9gration dans des unit\u00e9s m\u00e9catroniques exigu\u00ebs difficile.<\/p>\n\n\n\n

Dans le domaine de la construction de machines et d’installations notamment, l’int\u00e9gration d’un plus grand nombre de capteurs suscitait le scepticisme, car chaque \u00e9l\u00e9ment suppl\u00e9mentaire \u00e9tait consid\u00e9r\u00e9 comme une source potentielle de d\u00e9faillance. De plus, la puissance de traitement de l’\u00e9lectronique de commande \u00e9tait limit\u00e9e. Aujourd’hui, ces restrictions appartiennent au pass\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Non seulement dans la construction de machines et d’installations, mais aussi de mani\u00e8re g\u00e9n\u00e9rale, il est d\u00e9sormais admis que l’augmentation de l’efficacit\u00e9 et de l’efficience des appareils, des machines et des installations n’est possible que sur la base d’une base de donn\u00e9es plus large.<\/p>\n\n\n\n

La r\u00e9volution gr\u00e2ce \u00e0 la micro\u00e9lectrom\u00e9canique<\/h3>\n\n\n\n

La miniaturisation des capteurs permet leur utilisation \u00e0 grande \u00e9chelle, en particulier pour les mesures tridimensionnelles n\u00e9cessaires dans des domaines tels que la construction m\u00e9canique, la robotique ou l’a\u00e9rospatiale. La technologie MEMS joue ici un r\u00f4le de premier plan. Les capteurs MEMS sont extr\u00eamement petits. Ils peuvent \u00eatre produits avec des composants \u00e9lectroniques pour le pr\u00e9traitement des donn\u00e9es collect\u00e9es et propos\u00e9s sous une forme extr\u00eamement compacte.<\/p>\n\n\n\n

Mais qu’est-ce que MEMS ? L’abr\u00e9viation anglaise “MEMS” signifie Microelectromechanical Systems, c’est-\u00e0-dire des syst\u00e8mes m\u00e9catroniques de tr\u00e8s petite taille. Ils sont apparus \u00e0 la suite d’un changement technologique. Il y a environ 40 ans, lorsque la m\u00e9canique de pr\u00e9cision classique a atteint les limites du physiquement possible, on a utilis\u00e9 les proc\u00e9d\u00e9s de fabrication d\u00e9j\u00e0 bien \u00e9tablis \u00e0 l’\u00e9poque dans l’industrie des semi-conducteurs pour produire des structures m\u00e9caniques extr\u00eamement petites et en m\u00eame temps assez complexes.<\/p>\n\n\n\n

C’est ainsi qu’est n\u00e9e la technologie des microsyst\u00e8mes, qui int\u00e8gre des composants \u00e9lectroniques, m\u00e9caniques et optiques dans un espace r\u00e9duit. Elle a permis la fabrication d’appareils auditifs pratiquement invisibles gr\u00e2ce \u00e0 des microphones et des haut-parleurs extr\u00eamement petits, et a donn\u00e9 naissance \u00e0 de minuscules actionneurs utilis\u00e9s, par exemple, pour r\u00e9aliser des pompes ou des moteurs int\u00e9grables dans les vaisseaux sanguins \u00e0 des fins m\u00e9dicales. La technologie MEMS est \u00e9galement une branche importante de la technologie des microsyst\u00e8mes.<\/p>\n\n\n\n

Fabrication monolithique \u2013 MEMS d’un seul tenant<\/h3>\n\n\n\n

Les capteurs MEMS sont fabriqu\u00e9s \u00e0 partir de tranches de silicium (wafers) \u00e0 l’aide d’un proc\u00e9d\u00e9 de gravure, comme les puces \u00e0 semi-conducteurs. Dans les deux cas, le processus est r\u00e9p\u00e9t\u00e9 plusieurs fois avec diff\u00e9rents masques afin d’obtenir des structures 3D. L’enl\u00e8vement successif de mati\u00e8re permet ainsi de cr\u00e9er des structures contenant des pi\u00e8ces mobiles.<\/p>\n\n\n\n

La particularit\u00e9 : ces pi\u00e8ces ne sont pas fabriqu\u00e9es individuellement puis assembl\u00e9es, comme c’\u00e9tait le cas auparavant. Elles sont plut\u00f4t cr\u00e9\u00e9es dans leur int\u00e9gralit\u00e9 \u00e0 partir d’un seul bloc. Cela leur permet non seulement d’\u00eatre beaucoup plus petites, mais aussi de supprimer la fabrication des connexions ou de la rendre plus simple et plus pr\u00e9cise gr\u00e2ce au proc\u00e9d\u00e9 soustractif (\u00e9limination de tout ce qui ne fait pas partie du capteur ou d’une structure auxiliaire porteuse).<\/p>\n\n\n\n

Conclusions fiables<\/h3>\n\n\n\n

Le principe de base est le m\u00eame pour tous les capteurs MEMS. Ils mesurent l’effet de la grandeur mesur\u00e9e sur la position ou le mouvement de leurs pi\u00e8ces fixes et mobiles les unes par rapport aux autres. Pour ce faire, celles-ci sont fa\u00e7onn\u00e9es lors du processus de fabrication de mani\u00e8re \u00e0 ce que leurs surfaces forment ensemble un condensateur. Comme celui-ci est tr\u00e8s petit en raison des dimensions microscopiques, ces surfaces sont souvent dispos\u00e9es en multiples. En principe, on peut se repr\u00e9senter cela comme deux peignes embo\u00eet\u00e9s l’un dans l’autre formant les \u00e9lectrodes.<\/p>\n\n\n\n

La capacit\u00e9 varie en fonction de la distance entre les \u00e9lectrodes. Celle-ci peut \u00eatre mesur\u00e9e, et son \u00e9cart par rapport \u00e0 la valeur normale permet de d\u00e9duire la position relative des pi\u00e8ces les unes par rapport aux autres. Gr\u00e2ce \u00e0 l’inertie, cela permet par exemple de d\u00e9duire l’acc\u00e9l\u00e9ration \u00e0 laquelle cet agencement est soumis.<\/p>\n\n\n\n

Gr\u00e2ce aux propri\u00e9t\u00e9s des cristaux de silicium utilis\u00e9s et aux proc\u00e9d\u00e9s d’exposition et de gravure appliqu\u00e9s, les fluctuations et les influences ext\u00e9rieures jouent un r\u00f4le secondaire. Il est ainsi possible de fabriquer des capteurs qui fournissent une qualit\u00e9 de mesure constante sur de tr\u00e8s longues p\u00e9riodes et permettent de tirer des conclusions fiables sur les grandeurs m\u00e9caniques mesur\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n

Un succ\u00e8s retentissant<\/h3>\n\n\n\n

Les structures actives des capteurs MEMS peuvent \u00eatre con\u00e7ues pour \u00eatre tr\u00e8s sensibles sur le plan m\u00e9trologique. Les capteurs MEMS sont n\u00e9anmoins disponibles dans des mod\u00e8les extr\u00eamement robustes et adapt\u00e9s \u00e0 un usage industriel. Comme beaucoup d’entre eux ne comportent pas de pi\u00e8ces mobiles ni d’articulations, ils sont \u00e9galement insensibles aux vibrations et aux variations de temp\u00e9rature.<\/p>\n\n\n\n

Les capteurs MEMS sont d\u00e9sormais tr\u00e8s r\u00e9pandus et pr\u00e9sents dans de nombreuses applications. La technologie MEMS est principalement utilis\u00e9e dans les acc\u00e9l\u00e9rom\u00e8tres et les gyroscopes, mais aussi dans les capteurs de d\u00e9bit, de pression, d’inclinaison et de temp\u00e9rature, ainsi que dans les capteurs de composition du gaz ou de qualit\u00e9 de l’air. Il n’est pas toujours \u00e9vident qu’il s’agit de capteurs MEMS. Ils peuvent \u00eatre profond\u00e9ment int\u00e9gr\u00e9s dans des modules ou des produits \u00e9lectroniques plus complexes, mais aussi dans des transmetteurs de mesure industriels.<\/p>\n\n\n\n

Application universelle<\/h3>\n\n\n\n

Les capteurs MEMS doivent leur succ\u00e8s durable \u00e0 leurs dimensions extr\u00eamement r\u00e9duites. De plus, la technologie MEMS permet de combiner sur une seule puce des capteurs pour diff\u00e9rentes valeurs de mesure afin de former des sous-syst\u00e8mes microm\u00e9catroniques complets. Leur faible encombrement, leur co\u00fbt r\u00e9duit et leur capacit\u00e9 \u00e0 \u00eatre transform\u00e9s en appareils tr\u00e8s r\u00e9sistants permettent de mesurer de nombreuses grandeurs dans des endroits o\u00f9 l’utilisation de capteurs conventionnels n’\u00e9tait jusqu’alors pas envisageable.<\/p>\n\n\n\n

Dans la plupart des cas, la technologie MEMS n’est pas sp\u00e9cifiquement mentionn\u00e9e, car son utilisation est d\u00e9j\u00e0 courante dans de nombreux domaines. Ainsi, les capteurs MEMS jouent un r\u00f4le important non seulement dans la construction automobile, mais aussi dans la technologie m\u00e9dicale. Ils y sont utilis\u00e9s dans des appareils m\u00e9dicaux portables et implantables, tels que les stimulateurs cardiaques, pour la surveillance continue des fonctions vitales telles que la fr\u00e9quence cardiaque ou le taux de glyc\u00e9mie.<\/p>\n\n\n\n

Dans des applications telles que l’exploitation mini\u00e8re ou la fabrication de produits chimiques ou pharmaceutiques, les capteurs MEMS permettent de surveiller en temps r\u00e9el des param\u00e8tres critiques pour le processus et la s\u00e9curit\u00e9, tels que les concentrations de gaz ou les conditions de pression. Cela permet d’optimiser simultan\u00e9ment les processus de production, la qualit\u00e9 des produits et la s\u00e9curit\u00e9 au travail.<\/p>\n\n\n\n

Dans le domaine de la construction m\u00e9canique, l’utilisation simultan\u00e9e de capteurs MEMS \u00e0 de nombreux endroits d’un m\u00eame appareil, d’une m\u00eame machine ou d’une m\u00eame installation permet de d\u00e9terminer simultan\u00e9ment la position, la course ou les positions relatives des machines mobiles. Un logiciel permet ainsi d’am\u00e9liorer consid\u00e9rablement leur r\u00e9activit\u00e9 face \u00e0 des \u00e9v\u00e9nements impr\u00e9vus et de mieux garantir la qualit\u00e9 du produit fabriqu\u00e9 et la s\u00e9curit\u00e9 fonctionnelle.<\/p>\n\n\n\n

\"Les
Les capteurs MEMS fournissent des donn\u00e9es de mesure pr\u00e9cises pour les installations automatis\u00e9es, permettant ainsi un contr\u00f4le intelligent, une efficacit\u00e9 accrue et une meilleure qualit\u00e9 des produits.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Venus pour rester<\/h2>\n\n\n\n

Parall\u00e8lement, les valeurs mesur\u00e9es par les capteurs MEMS permettent de d\u00e9duire, par exemple \u00e0 partir des vibrations \u00e0 haute fr\u00e9quence, les effets de l’usure ou d’un manque d’entretien. Ces informations permettent au personnel de maintenance d’effectuer des contr\u00f4les et des interventions pr\u00e9ventifs et d’ajuster les param\u00e8tres d’usinage afin d’\u00e9viter les dommages ou les temps d’arr\u00eat.<\/p>\n\n\n\n

Le d\u00e9veloppement des capteurs MEMS est loin d’\u00eatre termin\u00e9. Outre la poursuite de la miniaturisation, la r\u00e9duction de la consommation d’\u00e9nergie et l’augmentation de la robustesse, l’accent est mis sur une int\u00e9gration plus pouss\u00e9e dans les r\u00e9seaux IIoT. \u00c0 terme, les capteurs MEMS sans fil avec int\u00e9gration Bluetooth Low Energy ou 5G permettront par exemple une mise en r\u00e9seau flexible et \u00e9conome en \u00e9nergie des machines pour une surveillance continue de leur \u00e9tat avec une densit\u00e9 extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

L’int\u00e9gration directe de la technologie des capteurs MEMS dans des appareils p\u00e9riph\u00e9riques dot\u00e9s d’intelligence artificielle (IA) permet non seulement un traitement plus efficace des donn\u00e9es gr\u00e2ce au pr\u00e9traitement des signaux des capteurs directement sur le lieu de la collecte. Cela permet \u00e9galement d’\u00e9conomiser les co\u00fbts et les incertitudes li\u00e9s au transfert des donn\u00e9es vers le cloud pour les analyses IA. L’ajustement automatique des param\u00e8tres de production en fonction de changements subtils permet \u00e9galement d’am\u00e9liorer l’efficacit\u00e9 et la qualit\u00e9 des processus de production \u00e0 un niveau sans pr\u00e9c\u00e9dent.<\/p>\n\n\n\n

Bilder: reichelt elektronik, Adobe Stock<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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