Article paru en octobre 2006Les capteurs magnétométriques en quête de nouvelles applications
Pour mesurer le champ magnétique avec 100 nT de précision, un capteur à effet Hall suffit. Pour faire mieux, des technologies plus avancées comme le microfluxgate ou le capteur scalaire s'imposent. Le CEA/LETI leur donne une nouvelle jeunesse technologique pour leur ouvrir d'autres applications.
Le microfluxgate, un capteur intégré dont la taille se chiffre en millimètres et la consommation en milliwatts, permet de faire dix fois mieux que le capteur à effet Hall : ses performances le rangent dans la classe de précision 10 nT.
Ces dernières années, le LETI a étudié plusieurs applications avec des industriels : mesure d'attitude (orientation d'un objet selon les trois axes), mesure de courant, comptage de trafic en remplacement des boucles de courant noyées dans la chaussée. "Techniquement, les résultats étaient excellents, explique Jean-Michel Léger, du LETI. En revanche, les marchés envisagés n'étaient pas suffisants pour rentabiliser une industrialisation."
Pour franchir cet obstacle, une nouvelle voie technologique est à l'étude avec les équipes suisses du CSEM et deux industriels. Objectif : maintenir les performances du microcapteur magnétique tout en rendant sa fabrication accessible pour des volumes de 10 000 à 100 000 unités/an, contre 1 million aujourd'hui. "Nous visons ainsi les marchés de l'actimétrie, des jeux, de la mesure de courant, du contrôle de trafic, de la métrologie, etc."
Le capteur scalaire, autre domaine d'excellence du LETI, atteint pour sa part des sommets de précision : moins de 1 nT. Mais surtout, sa mesure reste exacte quelle que soit son attitude, ce qui lui a valu d'être retenu pour plusieurs satellites : "nous avons travaillé sur Oersted et Champ, dont le succès devait beaucoup à notre magnétomètre, souligne Jean-Michel Léger. Aujourd'hui, une équipe de 10 personnes est mobilisée sur les capteurs de la mission Swarm de l'ESA, qui va cartographier le champ magnétique terrestre avec une précision inégalée."
Les atouts du capteur scalaire peuvent aussi servir des applications terrestres, surtout depuis que le LETI a adopté la technologie du pompage optique de l'hélium : "nos magnétomètres sont encore plus robustes en environnement perturbé et se prêtent à la miniaturisation : ils faisaient un volume d'un litre, nous sommes passés à celui d'un tube de comprimés." Parmi les applications envisagées : le déminage et la détection d'intrusion en eaux peu profondes, en complément de moyens acoustiques ; mais aussi le forage pétrolier (datation de couches géologiques), l'équipement d'observatoires terrestres ou l'étude de sites pressentis pour du stockage de déchets.
