Les Défis du CEA n°181 jui/aoû 2013
Les Défis du CEA n°181 jui/aoû 2013
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°181 de jui/aoû 2013

  • Périodicité : mensuel

  • Editeur : CEA

  • Format : (200 x 297) mm

  • Nombre de pages : 24

  • Taille du fichier PDF : 2 Mo

  • Dans ce numéro : ça bouge chez les Mems !

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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à la pointe Notes : 1. Ultra-large bande impulsionnelle. 2. Les systèmes de communication d’urgence sont autorisés par une réglementation à être 100 fois plus puissants que les systèmes à usage classique. Puce électronique intégrable à tout type d’objets afin de les géolocaliser à des centaines de mètres.• Piezoélectrique : propriété de certains corps de se polariser électriquement (générer un champ ou un potentiel électrique) sous l’action d’une contrainte mécanique.• Effet Seebeck : effet générant de l’électricité à la jonction de deux conducteurs lorsqu’ils sont soumis à une différence de température. TéLéCOMMUNICATIONS Micropuces pour têtes en l’air Qui n’a jamais rêvé d’une puce électronique permettant de localiser depuis son téléphone un objet à quelques centimètres près dans un bâtiment ? Celle mise au point par le CEA-Leti avec la société BeSpoon a établi un record de distance, avec une géolocalisation à plus de 3 km ! Clés de maison, papiers de voiture… Des objets souvent égarés qui peuvent mettre nos nerfs à rude épreuve. Plus pour très longtemps car il sera prochainement possible de les équiper d’une minuscule puce électronique pour les localiser. Reliée à une application smartphone, elle indiquera leur position à l’intérieur d’un bâtiment, à quelques centimètres près. Cette technologie, fruit d’une collaboration entre le CEA-Leti et la jeune start-up BeSpoon, repose sur un CEA circuit intégré IR-UWB 1 capable de communiquer avec le téléphone au moyen d’impulsions radio extrêmement brèves. Leur temps de propagation est mesuré avec une précision de 125 picosecondes, sans être perturbé par les murs ou le passage de personnes. Cela permet de calculer l’éloignement de l’objet jusqu’à plusieurs centaines de mètres. Laurent Ouvry, responsable du projet au CEA- Leti, indique que « la collaboration avec BeSpoon a permis de résoudre deux problématiques importantes afférentes à ce type de système : l’intégration sur une seule puce et l’augmentation de la plage de fonctionnement ». Ainsi, la puce a permis d’établir un record du monde avec une géolocalisation à 3 641 m de distance, dans le cadre d’une utilisation en situation d’urgence 2. Amélie Lorec MICROéNERGIE L’électricité sur le bout du doigt ! CEA-Leti Le laboratoire d’électronique et de technologies de l’information est un centre de recherche appliquée en microélectronique et en technologies de l’information et de la santé. Au sein du campus d’innovation Minatec à Grenoble, il est une interface entre le monde industriel et la recherche. Plus besoin d’appuyer sur l’interrupteur : le simple contact avec la chaleur de la peau suffit pour que le courant passe. Une propriété thermoélectrique connue chez certains matériaux, encore fallait-il rendre le procédé industrialisable et compétitif. C’est désormais chose faite grâce à une encre thermosensible mise au point par le CEA-Liten avec la société Legrand. Une simple pression de l’index sur un interrupteur pour faire jaillir la lumière ! Un geste banal qui fait pourtant appel à de la haute technologie. Des chercheurs du CEA- Liten l’ont encore prouvé en mettant au point un genre inédit d’interface tactile. Capable de générer un courant électrique à partir de la chaleur d’un doigt, le composant développé avec la société Legrand constitue une alternative bon marché aux capteurs piézoélectriques• équipant certains systèmes domotiques. Quelques degrés font la différence « Dans le cadre du projet européen Multilayer, nous avons cherché à tirer parti de la capacité de certains matériaux à produire un courant électrique dès lors qu’ils sont soumis sur leurs deux faces à des températures différentes » indique Mathieu Soulier, ingénieur au CEA-Liten. Bien que connue de longue date, cette caractéristique appelée « effet Seebeck• » n’a que rarement donné lieu à des applications grand public en raison du prix prohibitif d’une des étapes de fabrication des pièces : le frittage. Les chercheurs ont trouvé la solution : en mettant de la poudre de tellure de bismuth dans un solvant et en y rajoutant un liant, ils ont réussi à produire une encre thermoélectrique imprimable ! Déposée par sérigraphie sur une grille en céramique, elle remplit les trous et, en séchant, forme de minuscules plots thermosensibles : jusqu’à 314 sur une surface de 2 cm 2 ! Connectés les uns aux autres, ces minuscules éléments forment alors un capteur qui, lorsqu’il est porté sur l’un de ses côtés à une température de 37 °C (contact de l’ordre de la seconde), génère une tension de 100 mV. Une tension suffisante pour allumer et éteindre une lampe ou pour déclencher le démarrage de n’importe quel système électrique. Vahé Ter Minassian CEA-Liten Le laboratoire d’innovation pour les technologies des énergies nouvelles se positionne sur quatre axes : énergie solaire, développement d’une filière hydrogène pour les transports, production d’hydrogène et, innovations technologiques sur les matériaux et les procédés. 10 Les défis du CEA Plus d’informations sur www.cea.fr
INTERFaceS SENSORIELLES Robots à fleur de peau Compagnons de travail ou de la vie quotidienne, les robots seront de plus en plus présents à nos côtés. Mais comment leur permettre d’être suffisamment adroits et d’avoir la même sensibilité manuelle que l’Homme ? C’est depuis 2009 l’enjeu des recherches menées entre autres au CEA-List… Nos mains sont recouvertes d’environ 17 000 mécano-récepteurs qui nous dotent d’une agilité extraordinaire pour manier clés, tournevis, gobelets, etc. « C’est un challenge de s’en rapprocher, convient Moustapha Hafez, chef de laboratoire au CEA-List. Notre idée est d’intégrer une densité très importante de capteurs sur une peau artificielle déformable et extensible qui habille une main robotisée 1. » Si le matériau idéal est un polymère aussi souple et élastique que notre peau, par exemple le PDMS 2, la technologie envisagée pour y intégrer et connecter les capteurs n’est pas encore mature. Le Kapton 3, matériau souple mais non extensible, permet néanmoins à l’équipe du CEA-List de progresser dans l’intégration de ces capteurs. La tactilisation partielle, étape intermédiaire Les chercheurs s’intéressent en effet à la quantité indispensable de capteurs pour la manipulation avec dextérité des objets. « En donnant des objets de différentes tailles recouverts de peinture à des personnes, nous avons observé la façon dont ils s’en servaient, explique Moustapha Hafez. Il apparaît que pour un grand nombre de sujets la manipulation reste assez localisée sur les trois premiers doigts et leurs côtés ainsi que sur la paume. Si nous parvenons à équiper de capteurs ces zones, cela sera déjà une belle avancée. » Cette étape intermédiaire de tactilisation requiert une centaine de capteurs capacitifs que les chercheurs pourront fabriquer et dont ils valideront le fonctionnement d’ici deux ans. Les capteurs récolteront alors une mesure de la force normale et de la force de cisaillement, qui permettra notamment d’ajuster la pression de la main robotisée lorsqu’un objet commence à glisser entre ses doigts. Ils seront sensibles sur une large gamme d’interactions puisqu’ils pourront ressentir l’effleurement d’un insecte qui se pose, jusqu’à une force de plusieurs dizaines de Newton si la main est soumise à une intense pression. Esther Leburgue CEA-List Le laboratoire d’intégration des systèmes et des technologies oriente ses recherches sur tous les systèmes à logiciel prépondérant. Il concentre ses efforts sur trois thématiques : les systèmes embarqués, les systèmes interactifs, les capteurs et le traitement du signal. Notes : 1. Recherche effectuée dans le cadre des programmes européens FP7 SKILLS et HANDLE à partir des mains robotisées de la société Shadow. 2. Plydiméthylsiloxane. 3. Film polyamide développé par Dupont de Nemours. Peau souple tactile pour la manipulation avec dextérité de mains robotiques. Juillet/Août 2013 N°181 CEA 11



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