Réduire la taille des téléphones portables tout en augmentant leur autonomie, ce sera peut-être bientôt possible grâce aux MNEMS¹, ces micromachines issues de l'industrie de l'électronique qui envahissent déjà notre quotidien. Des chercheurs du CNRS viennent en effet de mettre au point un dispositif miniature capable de remplacer l'une des pièces les plus envahissantes de nos appareils d'écoute portatifs : le « filtre à ondes de surface ». C'est l'instrument chargé de sélectionner la longueur d'onde de fonctionnement de nos mobiles parmi toutes celles arrivant à son antenne. L'équipe de Lionel Buchaillot, responsable du groupe « Microsystèmes silicium » à l'IEMN² à Villeneuve-d'Ascq affirme que ce « nanorésonateur électromécanique » permettra d'économiser de l'énergie et de réduire de près de 100 000 fois la surface dédiée à ce composant !

Prenez un double-décimètre. Fixez-le à plat sur une table en laissant un bout dépasser. Appuyez et lâchez : la règle rentre en résonance mécanique et vibre. À une fréquence d'autant plus élevée que la surface libre est petite. Vous avez expérimenté le principe du « résonateur électromécanique ». Dans ce composant, les scientifiques utilisent une électrode pour délivrer une force électrostatique sur une « règle ». Celle-ci ne se met en mouvement que lorsque la fréquence de l'excitation électrique est égale à sa fréquence de résonance mécanique – qui dépend des dimensions de l'objet. Les scientifiques se servent de ce dispositif pour repérer la « bonne » fréquence parmi toutes celles des signaux arrivant à son entrée. Problème : « Ces équipements ne sont pas aujourd'hui adaptés aux téléphones portables, explique Dominique Collard, directeur de recherche à l'IEMN. La fréquence de “filtrage” des instruments commercialisés est très inférieure aux 0,8 à 2,6 GHz dont ont besoin les mobiles pour fonctionner. »

D'où l'idée de réduire la taille de la « règle » et celle de l'ensemble du dispositif. Une chose désormais permise par le développement de la recherche sur les MNEMS, qui fait appel aux techniques de pointe de la microélectronique. C'est ce qu'a réussi à faire Vincent Agache durant sa thèse réalisée à l'IEMN  sous la direction de Lionel Buchaillot et de Dominique Collard. En utilisant divers procédés de photolithographie issus de l'industrie du silicium, ces chercheurs ont mis au point un « nanorésonateur électromécanique » en forme de lame vibrante d'une hauteur de 600 millionièmes de millimètre pour une base de 200 et doté d'entrefers³ dix fois plus petits. Un instrument submicroscopique et faible consommateur d'énergie que les ingénieurs pourront directement intégrer dans les circuits pour sélectionner des fréquences de l'ordre de 1,15 GHz. Un record du monde toutes catégories pour ce type de filtre en silicium !

Vahé Ter Minassian