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Les capteurs vecteurs d’innovations

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Chambéry, 19 novembre 2003. Les capteurs se font souvent discrets. Ils sont pourtant la source d’innovations dans de nombreux secteurs industriels. C’est ce qu’a démontré le colloque organisé par l’Aratem

Après Valence l’an dernier, c’est à Chambéry qu’Aratem organisait avant-hier son colloque annuel. La vocation de l’Agence Rhône-Alpes pour la maîtrise des technologies de mesure est de mettre en relation des laboratoires de recherche de la région avec les industriels Rhône Alpins, principalement les PME-PMI. Deux mondes qui ne se côtoient pas facilement, qui ne se connaissent pas toujours et qui ont pourtant des savoir-faire à partager.

Cette année, l’Aratem a choisit de mette l’accent sur les dernières avancées technologiques dans le domaine des capteurs et des systèmes associés. Le matin, des conférenciers ont présenté au travers d’exemple concrets les perspectives de développement des capteurs dans divers secteurs industriels

René Nantua, responsable de la division Mechatronics chez SNR roulements, premier fournisseur européen de roulements de roues, a rappelé comment son entreprise à renforcé sa position dans le secteur automobile grâce à l’intégration d’un capteur à effet Hall directement sur le roulement pour la mesure de vitesse. Cette fonction est désormais un standard de l’automobile.

«Pourtant cette innovation a été difficile à faire accepter au réseau en place. Un certain niveau d’intrusivité est nécessaire. Il faut bousculer les entreprises partenaires. Celles-ci n’acceptent pas facilement de modifier leur offre et leur façon d’assembler les composants», souligne René Nantua.

L’innovation dans le monde de l’automobile exige par ailleurs de se plier à certaines exigences. Elle doit être partagée avec d’autres entreprises car les industriels de ce secteur refusent de traiter avec un seul fournisseur. «Le partage de notre technologie se fait par le biais de licence et nous avons par exemple confié la fabrication des capteurs à des spécialistes», poursuit René Nantua. Depuis, la technologie a évolué. La nouvelle génération de codeurs permet d’écrire des informations sur deux pistes magnétiques concentriques ce qui permet d’accroître leurs performances.

Le capteur de vitesse intégré au roulement des roues n’est pas le seul axe de développement. A l’avenir (pour l’instant ce n’est pas autorisé), il n’y aura pas de liaison mécanique entre le volant et les roues. Il faudra alors des capteurs d’angle volant pour contrôler la direction assistée électrique. Ce genre de capteurs devrait également se développer pour un pilotage plus fin des moteurs électriques sans balais.

L’intégration de capteurs et de systèmes électronique dans des dispositifs mécanique semble inéluctable. André Montaud, directeur de Thésame rappelle que dans les années 1990, la valeur de l’électronique dans une automobile était de 10%, dans les années 2000 elle est passée à 20% et elle devrait atteindre 40% en 2010 ».

Si bien que SNR a mis en place une entité transversale pour faire évoluer chacun de ses départements (automobile, aéronautique, industriel, etc.) vers des produits mécatroniques.

«Il faut toutefois combattre les résistances au changement en interne comme en externe pour imposer sa technologie. Cela exige une véritable mutation génétique. Nous devons être un vecteur transporteur capable d’atteindre de façon ciblée et efficace tous les sites receveur de l’entreprise sans réaction de rejet et de façon irréversible», affirme René Nantua. Au final, il faut que toutes les divisions deviennent naturellement demandeuses. Les différents départements de SNR doivent être persuadés que leur capacité à innover passe par la récolte d’informations provenant du pôle Mechatronics.

Le secteur textile s’intéresse également aux capteurs«Les textiles, matières premières de l’habillement, sont par nature bien placés pour positionner des capteurs à la périphérie du corps humain», souligne André Dittmar, directeur de l’équipe Microcapteurs et Microsystèmes biomédicaux au laboratoire de physique de la matière de l’INSA de Lyon.

Le mariage des capteurs et des textiles servira surtout les applications de surveillance du métabolisme de certains métiers à risque et de sujet malades. «Pour l’instant, on ne sait pas si ce genre d’applications de surveillance à distance pourra être mis en œuvre, pas uniquement pour des contraintes techniques mais aussi pour des raisons sociétales, éthiques et juridiques », poursuit André Dittmar

La télésurveillance médicale, c’est justement le créneau de Tam Télésanté dont le métier est d’associer des capteurs biomédicaux aux textiles. «Pour nous, l’innovation n’a de sens que si elle apporte un bénéfice à la société. L’innovation n’est pas forcément liée à une prouesse technologique. Dans notre entreprise, nous associons de technologies d’origines diverses pour fournir une solution pertinente», explique Jean-Luc Weber, directeur général de Tam Télésanté.

Cette entreprise a intégré des moyens de communication et des capteurs à des vêtements pour le suivi à distance, par le médecin ou une équipe médicale, de l’efficacité médicamenteuse d’un traitement, des grossesses à risque, etc. Elle a notamment développé un sous-vêtement composés de fibre conductrices tissées qui relie par un bus différents capteurs physiologiques (température, fréquence cardiaque, respiration, etc.) ainsi que la position du sujet.

 Pour l’instant, Tam Télésanté est encore a la phase de prototypage et de maquettage de ce vêtement «intelligent» qui est également doté d’un système de télétransmission pour que le médecin puisse analyser les informations en temps réel.

Mais pour investir un plus grand nombre d’applications nomades, les capteurs doivent encore progresser dans plusieurs domaines. «La consommation des capteurs et de leur système de communication sans fil doit encore beaucoup diminuer. Les technologies de transmission radio les moins gourmandes consomment encore 10 à 20 mW et le fonctionnement du capteur en exige encore autant. Ce qui est encore beaucoup trop important pour assurer une autonomie de 10 ans», observe Hugues Metras, adjoint au responsable du programme objets communicants et télécommunications au CEA-LETI.

Le protocole Bluetooth est un peu cher, un peu complexe et consomme trop. Zigbee est un protocole plus simple qui aurait la faveur de certains industriels notamment pour le Home Automation. Le protocole UWB (Ultra Wide Band) présente quant à lui de l’intérêt pour les très hauts débits ou pour de faibles débits sur de longues distances (quelques centaines de mètres).

Les sources d’énergie doivent également progresser. Les micropiles à combustibles, les systèmes de récupération d’énergie par capteurs piezoélectriques ou solaires ou encore la télé alimentation par radiofréquences sont des pistes à explorer.

L’après-midi, après avoir assisté aux conférences, les participants, avides de débats et de discussion, pouvaient participer à des ateliers thématiques sur la vision dans le domaine industriel, l’intégration des nouvelles technologies dans notre habitat, l’utilisation des technologies laser dans l’industrie ou encore la sécurité de transmission des données issues des capteurs.

Les plus curieux ou les plus pragmatiques pouvaient visiter une entreprise de la région de Chambéry : Vetrotex, une filiale de Saint-Gobain, spécialisée dans les fibres de verre, IFM Electronic, fabricant allemand de détecteurs de présences, de capteurs pour le contrôle de fluide et de composants d’automatisme ou encore Scan-Tech, fabricant de système de mesure optique et rayons X pour le contrôle de fabrication de matériaux plats.

Youssef Belgnaoui

Pour en savoir plus
- Site d’Aratem : www.aratem.org

 

 

 

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