Thèse soutenue

Etude et développement de capteurs tactiles flexibles à détection harmonique vers la fonctionnalisation sensitive des surfaces

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Auteur / Autrice : Nissem Selmene ep Ben Hassine
Direction : Sylvain BlayacNel Samama
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Microélectronique
Date : Soutenance le 05/12/2016
Etablissement(s) : Lyon
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
Partenaire(s) de recherche :  : TELECOM Sud Paris
Laboratoire : Centre Microélectronique de Provence - Site Georges Charpak (CMP-GC)
Jury : Président / Présidente : Edith Kussener-Combier
Examinateurs / Examinatrices : Sylvain Blayac, Nel Samama, Edith Kussener-Combier, Geneviève Baudoin, Luc Hebrard, Julien Sarrazin, Muriel Muller
Rapporteurs / Rapporteuses : Geneviève Baudoin, Luc Hebrard

Résumé

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L’avènement des interfaces tactiles ouvre des perspectives d’enrichissement de l’interaction entre l’homme et la machine. Nous proposons un nouveau concept de surfaces tactiles souples dont l’objectif est d’étudier l’interaction entre le signal électrique et l’environnement résistif et diélectrique du support, afin de réaliser le système d’acquisition fournissant une information exploitable par la machine.La base technologique est un guide d’ondes sur substrat souple sur lequel le toucher crée une réflexion au port d’entrée. Nous avons développé une méthode de localisation alternative à la réflectométrie temporelle, nommée Harmonic Detection and Location (HDL), permettant l’utilisation d’une électronique d’acquisition de faible complexité, en bande étroite, autour de 100 MHz. Le concept a été validé à partir de mesures sur des dalles tactiles souples et rigides connectées à un analyseur de réseau, utilisé comme référence. Un système d’acquisition compact basé sur un pont de Wheatstone associé à un détecteur de phase a été développé. Pour ce faire, un travail de caractérisation et d’identification des sources d’erreurs a été mené sur les interactions électromagnétiques entre le doigt et le guide d’onde, les imperfections du guide d’onde et la nature du substrat ainsi que l’impact des erreurs induites par l’électronique d’acquisition.Cette connaissance a permis de co-développer la partie matérielle et l’algorithme de détection pour démontrer une précision de localisation de 2cm. Les fondamentaux posés dans ce travail ouvrent la possibilité de réalisation d’interfaces de grande surface, avec une connectique simple, conformables sur des objets sensitifs en trois dimensions