Analyse des limites de résolution fréquentielle des capteurs vibrants de type MEMS
Auteur / Autrice : | Guillaume Papin |
Direction : | Gaëlle Lissorgues |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Electronique, Optronique et Systèmes |
Date : | Soutenance le 18/12/2014 |
Etablissement(s) : | Paris Est |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Mathématiques, Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-2015) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire électronique, systèmes de communication et microsystèmes - Electronique- Systèmes de communication et Microsystèmes / ESYCOM |
Jury : | Président / Présidente : Bernard Legrand |
Examinateurs / Examinatrices : Gaëlle Lissorgues, Tarik Bourouina, Raphaël Levy, Fabien Parrain | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Antoine Dupret |
Mots clés
Résumé
Les capteurs de type MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) sont des microsystèmes mettant en œuvre différents domaines de la physique (électronique, mécanique, chimie, optique,...) et permettant de mesurer différentes grandeurs physiques (accélération, pression, température...). Parmi ces micro-capteurs, les MEMS vibrants se caractérisent par leur structure présentant un micro-résonateur mis en vibration à sa fréquence de résonance et la variation de cette fréquence est représentative du mesurande. Cette thèse s'intéresse principalement à analyser et identifier les limites de résolution fréquentielle de ces capteurs vibrants en effectuant une modélisation multiphysique. Dans un premier temps, nous avons modélisé le comportement multiphysique d'un capteur MEMS vibrant en détaillant trois types de transduction (piézoélectrique, électrostatique et optique). La seconde partie a permis de valider les équations développées en se basant sur les simulations sous Cadence (langage multiphysque Verilog-A) et en les validant par des mesures expérimentales. La dernière partie traite de l'optimisation d'un micro-accéléromètre de type VIA (Vibrating Inertial Accelerometer) et l'étude de l'annulation des non linéarités permettant d'améliorer la résolution d'un capteur MEMS vibrant