Article interactif

1 - CONTEXTE

2 - DÉFINITIONS ET PRINCIPES DE FONCTIONNEMENT

3 - TECHNOLOGIES DES MICROSYSTÈMES

4 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : E2305 v2

Microsystèmes - Définitions, principes et technologies

Auteur(s) : Gaëlle LISSORGUES

Date de publication : 10 juin 2025 | Read in English

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Cet article traite de la naissance du concept de microsystème à partir de la microélectronique, et des évolutions depuis les débuts jusqu’aux applications récentes autour des systèmes de capteurs intelligents et connectés. Après quelques définitions, les méthodes de conception d’un microsystème sont données, en s’appuyant sur l’exemple typique de la micro-poutre. Les principes de fonctionnement en mode capteur ou actionneur sont présentés et illustrés par des exemples. Ensuite, les technologies de fabrication de ces microsystèmes sont décrites, en insistant sur les spécificités liées au couplage mécanique-électronique des dispositifs à réaliser, et jusqu’aux problématiques d’interconnexion et mise en boîtier.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

Auteur(s)

  • Gaëlle LISSORGUES : Professeure ESIEE Paris - Laboratoire ESYCOM, université Gustave Eiffel, Noisy-Champs, France

INTRODUCTION

Le concept de microsystème est né, à la fin des années 1980 aux États-Unis, des actions conduites à l’université de Berkeley pour intégrer, sur une même puce de silicium, des capteurs, le traitement du signal associé et des actionneurs. La nouveauté tenait à l’époque à l’intégration des actionneurs électrostatiques sous forme de moteurs rotatifs ou linéaires. Ce concept a très rapidement suscité un vif intérêt dans le monde industriel avec des perspectives d’intégration et de fabrication collective à moindres coûts. De nombreux exemples de réalisations ont été explorés, et plusieurs générations de produits ont été commercialisées à partir des années 1990-2000, depuis les accéléromètres des airbags de voiture en passant par les têtes d’impression à jet d’encre, les micromiroirs des vidéoprojecteurs, puis les microcommutateurs et les filtres pour les télécoms ou les puces microfluidiques.

Ces nouveaux dispositifs se sont appelés MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) aux États-Unis, micromachines au Japon et MST (MicroSystems Technologies) en Europe, ou simplement microsystèmes en France. Un atout majeur est de combiner la microélectronique et les technologies de fabrication dans une conception unique.

L’article qui suit commence par des éléments de contexte autour de la naissance de ce concept de microsystèmes, avec quelques exemples illustratifs, puis donne les définitions et les principaux principes de fonctionnement permettant leur conception. Il décrit les fonctions de base disponibles en termes de capteurs (micromécaniques, chimiques et biochimiques, optiques, magnétiques…), et d’actionneurs (électrostatiques, piézoélectriques et électromagnétiques…). Il présente ensuite les procédés de fabrication, en particulier ceux spécifiques aux microsystèmes, jusqu’aux aspects de mise en boîtier. Il décrit les technologies de base de fabrication en explicitant en quoi elles s’inspirent de la microélectronique et sur quels points elles apportent de la nouveauté. Un certain nombre d’applications sont proposées pour illustration tout au long de l’article.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-e2305


Cet article fait partie de l’offre

Électronique

(230 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :

Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.

Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.

Obtenez CerT.I., la certification
de Techniques de l’Ingénieur !
Acheter le module

Cet article fait partie de l’offre

Électronique

(230 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - AMENDOLA (G.), POULICHET (P.), et al -   Les capteurs MEMS – Principes de fonctionnement.  -  Techniques de l’ingénieur, [R 430] (2011).

  • (2) - LÉVY (R.), JANIAUD (D.), et al -   A 50 nano-g resolution quartz Vibrating Beam Accelerometer.  -  1st IEEE International Symposium on Inertial Sensors and Systems, ISISS 2014 – Proceedings, p. 6-9 (2014). https://doi.org/10.1109/ISISS.2014.6782532

  • (3) - ALI (W.R.), PRASAD (M.) -   Piezoelectric MEMS based acoustic sensors : A review.  -  Sensors and Actuators, A : Physical, vol. 301 (2020). https://doi.org/10.1016/j.sna.2019.111756

  • (4) - DUQUESNOY (M.), AOUST (G.), et al -   Quartz enhanced photoacoustic spectroscopy based on a custom quartz tuning fork.  -  Sensors, 19, n° 6, p. 1-10 (2019). https://doi.org/10.3390/s19061362

  • (5) - VEERAMANI (P.), VIMALA (A.), et al -   Design and fabrication of temperature sensor for weather monitoring system using micro electro mechanical system technology.  -  Oriental Journal of Chemistry, vol. 34, n° 5,...

1 Autres références générales sur le sujet des microsystèmes

Silicon Sensors ; Middelhoek S., Audet S.A. (London Academic Press, 1989) – ISBN 10 : 0124950515 / ISBN 13 : 9780124950511.

Microsensors : Principles and Applications ; Gardner J.W. (Wiley, 1994) – ISBN 10 : 0471941360 / ISBN 13 : 9780471941361.

Semiconductor Sensors ; Sze S.M. (Wiley, 1994) – ISBN : 978-0-471-54609-2.

Sensor Technology and Devices ; Riscti L. (Artech House, 1994) – ISBN : 9780890065327.

Microsensorss MEMS and Smart devices ; J.W Gardner, (Wiley, 2001) – Print ISBN : 9780471861096 | Online ISBN : 9780470846087 | DOI : 10.1002/9780470846087.

MEMS and MOEMS : Technology and Applications ; P. Rai-Choudhury (SPIE Press 2001) – ISBN 10 : 0819437166 ISBN 13 : 9780819437167.

Fundamentals of Microfabrication, Madou, CRC Press – ISBN 0-8493-9451-1.

Microsystem Design, Senturia, Kluwer (Springer 2000) – ISBN 10 : 0792372468 ISBN 13 : 9780792372462.

K.E. Petersen, “Silicon as a Mechanical Material”, Proc. IEEE, vol. 70, n° 5, p. 420-457 (1982) – https://doi.org/10.1109/PROC.1982.12331

HAUT DE PAGE

2 Annuaire

HAUT DE PAGE

2.1 Constructeurs...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Électronique

(230 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire

QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE

1/ Quiz d'entraînement

Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.

2/ Test de validation

Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.

Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Électronique

(230 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS