Couverture ElectroniqueS n°127

Encore balbutiante mais promise à un grand avenir selon certains, l'électronique imprimée ne cesse d'ajouter de nouvelles fonctionnalités à son arc. Après s'être illustrée dans les capteurs de pression et les afficheurs, elle trouve aujourd'hui une nouvelle voie vers d'autres débouchés, comme par exemple la biométrie ou la mesure de contraintes mécaniques. Et à chaque fois, les Français ne sont jamais très loin… L 'électronique imprimée, qui consiste à créer une fonction ou un circuit électronique sur un substrat plastique rigide ou flexible à partir d'encres spécifiques et d'une technique d'impression, s'est déjà illustrée dans le domaine de l'affichage électronique (afficheurs à encre électronique, certains écrans Oled souples, etc.) et des capteurs (de pression notamment). Mais elle pourrait s'illustrer rapidement sur d'autres créneaux, comme par exemple la biométrie ou la mesure de contraintes mécaniques, comme en témoignent les récentes annonces faites par le duo FlexEnable/Isorg d'une part et le CEA Liten d'autre part. FlexEnable, société britannique basée à Cambridge et spécialisée dans l'électronique flexible, et Isorg, entreprise grenobloise experte dans le domaine des photodétecteurs et des capteurs d'image de grande surface en électronique imprimée, ont ainsi dévoilé le mois dernier le premier capteur d'empreintes digitales de grande surface sur substrat plastique destiné aux applications de biométrie. Avec une surface active carrée de 8,6cm de côté, un pas de pixels de 84µm (taille de pixel de 78µm + espacement entre pixels de 6 µm) et une résolution de 1 024 x 1 024 pixels, ce capteur d'empreintes est épais de seulement 0,3mm –ce qui lui permet d'être flexible – et fonctionne dans les longueurs d'onde du visible et du proche infrarouge, jusqu'à 900nm. LES 6 E RENCONTRES ELECTRONIQUE IMPRIMÉE LE 23 MARS À PARIS > Les 6 e Rencontres électronique imprimée se dérouleront le 23 mars au Pavillon Gabriel à Paris. > L'objectif de ces Rencontres est de rassembler les différents secteurs industriels de la chimie et de l'électronique avec le monde de la recherche pour le développement de l'électronique imprimée. > La symbiose entre chercheurs, chimistes et électroniciens, fabricants de matériaux est détermi-nante pour le développement de ce secteur annoncé comme très prometteur. > Rappelons que les principaux acteurs français de l'électronique imprimée sont regroupés au sein de l'Afelim, l'Association française de l'électronique. > Renseignements complets sur ces 6 e Rencontres électronique imprimée en consultant ce lien: www.rencontreselectroniqueimprimee.com/ < En plus des nouvelles possibilités offertes par ce capteur biométrique développé par Isorg et FlexEnable, son coût par unité de surface est bien plus faible que celui des solutions à base de silicium alors que les performances en termes de sensibilité, de linéarité, de rapport signal sur bruit, sont similaires. Des capteurs biométriques de nouvelle génération La technologie employée ici permet en une seule manipulation non seulement de visualiser des empreintes digitales, mais également la « cartographie» des veines en surface du ou des doigts apposés sur le capteur. Ce qui apporte un niveau de sécurité supplémentaire en termes d'identification des personnes par rapport aux empreintes seules, et réduit les taux d'erreurs. En effet, comme pour les empreintes, chaque individu présente une « cartographie» de veines en surface des doigts qui lui est propre et parfaitement unique. Qui plus est, la détection des veines du doigt ne peut s'effectuer que si le sang circule, ce qui suppose que la personne est bien vivante ou que le doigt utilisé n'a pas été sectionné et subtilisé à une tierce personne ! Avec une conséquence pour le moins inattendue : les scénaristes de Hollywood devront désormais trouver d'autres idées pour leurs futures productions cinématographiques à grands budgets car, avec ce genre de capteurs, le fait qu'un terroriste kidnappe le chef de la sécurité d'une centrale nucléaire, lui sectionne le doigt et l'utilise pour déverrouiller la salle de contrôle des réacteurs, ne sera plus crédible! Plus sérieusement, le capteur dévoilé par FlexEnable et Isorg a été réalisé en déposant des photodétecteurs organiques par une technique d'impression basse température – une technologie maîtrisée par le français – sur une matrice active à base de transistors organiques en couche mince (OTFT, pour Organic Thin Film Transistors ) développée par le britannique. Avec à la clé un capteur de grande surface à la fois fin, flexible, léger et robuste (il ne nécessite pas de matrice de microlentilles) et pouvant par conséquent s'utiliser sur presque n'importe quelle surface. On peut par exemple l'imaginer épouser la forme du volant d'un véhicule ou s'intégrer à la surface d'une carte de crédit ou au dos d'un smartphone afin que ces objets ne puissent être utilisés qu'après identification formelle du propriétaire. « En plus des nouvelles possibilités offertes par ce capteur développé par Isorg et FlexEnable, son coût par unité de surface est bien plus faible que celui des solutions à base de silicium alors que les performances en termes de sensibilité, de linéarité, de rapport signal sur bruit sont similaires, ce qui permettra de démocratiser les capteurs biométriques de grande surface », précise Chuck Milligan, Pdg de FlexEnable. Pour Jean-Yves Gomez, Pdg d'Isorg, « cette technologie de rupture marque le point de départ d'une nouvelle génération de solutions biométriques et notre équipe est en mesure de proposer un design de référence ainsi que des algorithmes de traitement d'images et des solutions d'illumination afin de faciliter l'intégration de ces capteurs dans de nouvelles applications». 10000 jauges de contraintes pour une dizaine d'euros Autre entité française très impliquée dans l'électronique imprimée, le Liten (Laboratoire d'innovation pour les technologies des énergies nouvelles et les nanomatériaux), qui est l'un des trois instituts de CEA Tech (au même titre que le List et le Leti), a de son côté récemment annoncé avoir utilisé une technique d'impression pour fabri-quer des jauges de contraintes sur substrat plastique souple. Si des prototypes de jauges de contraintes sur de tels substrats ont déjà été dévoilés par le passé, c'est la première fois, selon le Liten, que les capteurs obtenus présentent des performances équivalentes à celles des jauges fabriquées à partir de techniques conventionnelles. Ils présentent notamment un facteur de jauge (variation relative de résistance par rapport à la déformation appliquée) de 10. < Selon le Liten, c'est la première fois que des jauges de contraintes sur substrat plastique souple présentent des performances équivalentes à celles de capteurs issus de techniques conventionnelles, avec notamment un facteur de jauge (variation relative de résistance par rapport à la déformation appliquée) de 10. Il s'agit là d'un pas décisif pour ce type de composants issus de l'électronique imprimée car ils présentent plusieurs avantages par rapport aux jauges classiques, à commencer par un coût de production réduit. « Il est possible d'imprimer jusqu'à 10 000 capteurs par mètre carré, pour une dizaine d'euros seulement», affirme-ton au Liten. Autre avantage de taille, ces jauges de contraintes peuvent être « co-imprimées » avec d'autres types de capteurs, tels que des capteurs de température, piézoélectriques, etc. Dernier avantage et non des moindres : la technique d'impression utilisée par le Liten est compatible avec de grandes surfaces souples, ce qui laisse augurer des solutions dont le design et la répartition des différents capteurs sur une surface donnée peuvent être personnalisés, que cette surface soit plane ou courbe. Et le Liten d'évoquer le cas d'un tuyau pour illustrer le propos. Pour l'heure, un premier démonstrateur a d'ores et déjà été réalisé dans le cadre du projet européen «Smart Urban Water » qui cible une application de contrôle multiparamètres d'un réseau de distribution d'eau potable. Mais il est possible d'envisager bien d'autres débouchés potentiels pour un tel capteur comme la surveillance des contraintes mécaniques dans les structures industrielles (bâtiment, usine, aéronautique..), les batteries électriques, les piles à hydrogène, mais aussi dans la robotique, la logistique industrielle, etc.

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