À mi-chemin entre la mécanique et l’électronique


Alain Beaulieu - 23/08/2007

La conférence CWMEMS 2007, qui avait lieu à Montréal, a fait mieux connaître les petits robots qui nous entourent, à la maison, au travail, voire à l’hôpital.

Montréal était l’hôte, la semaine dernière, de la cinquième édition de la conférence CWMEMS (Canadian Workshop on MEMS and Microfluidics). Tenue tous les deux ans depuis 1999, cette conférence ultraspécialisée fournit aux chercheurs un lieu d’échange pour faire connaître leurs travaux dans le secteur des systèmes microélectromécaniques (SMEM), qu’on appelle aussi micromachines ou microrobots. L’événement fournit également aux entreprises oeuvrant dans le secteur une vitrine pour faire connaître leurs plus récents produits et services.

Mais qu’est-ce qu’un SMEM? Il s’agit, en fait, d’un système microscopique qui, pour remplir sa fonction, combine diverses techniques, électroniques, informatiques, chimiques, mécaniques et optiques. On peut donc trouver dans un SMEM des engrenages et des barres de tension fonctionnant de pair avec des composants électroniques. « Fondamentalement, c’est le mariage entre le génie électrique et le génie mécanique à l’échelle micrométrique », résume Ted Hubbard, professeur au département de génie mécanique à l’Université de Dalhousie.

La fabrication d’un SMEM nécessite l’emploi de microtechnologies et de matériaux variés (silicium, métaux, polymères, etc.). Les SMEM sont notamment utilisés dans les secteurs de l’automobile, des sciences de la vie et des télécommunications. Par exemple, les sacs gonflables dans les automobiles et les injecteurs pour imprimante à jet d’encre intègrent des SMEM.

SMEM versus CMOS

Les SMEM se différencient des systèmes CMOS (Complementary Metal Oxide Semi-conductor) qu’on retrouve dans les appareils électroniques (micro-ordinateurs, téléphones cellulaires, etc.) et qui, eux, n’ont recours qu’aux technologies microélectroniques.

« On peut prendre les mêmes technologies qu’on utilise pour faire un ordinateur et les modifier légèrement pour faire des micromachines, souligne Ted Hubbard. […] Mais faire une micromachine, c’est plus complexe que faire une puce d’ordinateur, parce qu’il y a plusieurs facteurs physiques à considérer, alors que dans une puce, on se limite aux facteurs électriques. Ce qui fait que les SMEM qu’on trouve aujourd’hui sur le marché sont très simples, ils intègrent au mieux deux SMEM sur une même plaque, alors qu’avec les puces, on peut en avoir des millions qui fonctionnent ensemble. On espère qu’à l’avenir les SMEM seront plus complexes. »

Le souhait du chercheur semble toutefois plus difficile à exaucer qu’on le voudrait, les SMEM ayant actuellement de la difficulté à s’imposer sur le marché. Évoluant dans l’ombre de la technologie CMOS, les SMEM sont, en fait, aux prises avec le syndrome du deuxième, étant apparus une dizaine d’années plus tard. « Nous sommes en compétition avec une technologie bien établie, reconnaît Ted Hubbard. C’est toujours difficile de remplacer une technologie mature par une autre, plus jeune. […]

« Aussi, c’est relativement difficile de prendre un système développé en laboratoire et d’en faire un produit commercial fabriqué à grande échelle. On a tendance à oublier comment cette transition a été difficile à faire avec les processeurs CMOS, […] mais je crois que dans une dizaine d’années, les choses seront différentes. […] La raison pour laquelle on va utiliser des micromachines, c’est parce qu’elles sont petites, peu dispendieuses et performantes. »

Popularité croissante

Organisée par la société à but non lucratif CMC Microsystèmes, la conférence a attiré cette année 160 participants, essentiellement nord-américains. Une cinquantaine de travaux de recherche y étaient présentés. « L’événement ne cesse de croître. En comparaison, on avait 110 participants en 2005, alors que 39 travaux de recherche étaient présentés, précise Sonya Shorey, directrice des communications chez CMC Microsystèmes. […] Le thème de la conférence était cette année l’intégration des technologies, avec une emphase sur le domaine de la microfluidique, qui est actuellement en croissance. »

Fondée en 1984, CMC Microsystèmes a pour mandat de favoriser le développement de l’industrie canadienne des microsystèmes, en établissant des partenariats entre les gouvernements, l’industrie et les universités. 42 universités, un collège et 27 organisations industrielles sont membres de l’organisation établie à Kingston, en Ontario.

Dalsa Semiconducteur figurait parmi la dizaine d’exposants présents à la conférence. Ayant une fonderie à Bromont, au Québec, Dalsa fabrique des semi-conducteurs de haute performance et des composants pour des systèmes d’imagerie numérique. L’entreprise, dont le siège social est situé à Waterloo en Ontario, emploie 1 000 personnes au Canada, aux États-Unis, en Europe et en Asie.

Alain Beaulieu est adjoint au rédacteur en chef au magazine Direction informatique.