Les microsystèmes de la vie quotidienne

Professeur au Département de génie électrique, Frédéric Nabki est membre du Laboratoire de communications et d’intégration de la microélectronique (LACIME) de l’ÉTS et cofondateur du Laboratoire de microtechnologies et de microsystèmes (Micro²).

Son expertise est à la fois vaste et très spécialisée, portant sur les microsystèmes électromécaniques (MEMS), les procédés de microfabrication et les circuits intégrés (CI) analogiques, radiofréquences et mixtes. Il s’intéresse aussi à l’intégration de dispositifs MEMS avec les CI, ainsi qu’à la modélisation des dispositifs MEMS et à la conception de circuits intégrés variés touchant à plusieurs applications, dont les capteurs et les communications sans fil.

Les microsystèmes électromécaniques et la microélectronique

L’arrivée vers la fin des années 80 des microsystèmes électromécaniques a rapidement modifié l’univers de l’électronique. Les MEMS se sont glissés dans une foule de dispositifs fort variés, qui vont des systèmes de déploiement des coussins gonflables jusqu’aux projecteurs utilisés en salles de cours, en passant par les consoles de jeux vidéo.

Le terme électromécanique referme deux notions fondamentales avec lesquelles le professeur Nabki jongle au quotidien : l’électronique et la mécanique.

Pour sa part, la microélectronique s’intéresse à la fabrication de composants électroniques à l’échelle micrométrique qui sont fabriqués à partir de matériaux semi-conducteurs comme le silicium. Cela permet l’intégration de nombreuses fonctions électroniques sur un même morceau de silicium. Les circuits ainsi réalisés sont appelés puces ou circuits intégrés.

Dans une multitude d’applications de la vie courante, plusieurs dispositifs électroniques voient leurs fonctionnalités rehaussées par des MEMS intégrés avec de la microélectronique. Pensons ici aux automobiles, téléphones intelligents, consoles de jeux, imprimantes, etc. C’est à l’aide de MEMS notamment qu’un dispositif peut compter vos pas, ou qu’un téléphone intelligent capte votre mouvement. Le chercheur de l’ÉTS expérimente également diverses techniques d’assemblage dans cet univers micrométrique pour hautement miniaturiser les systèmes hybrides MEMS-microélectroniques.

Miniaturiser l’optique

Après l’électronique et la mécanique, Frédéric Nabki s’intéresse à la miniaturisation de l’optique, et plus précisément à la manière d’intégrer des fonctionnalités optiques à une structure micromécanique. Ses travaux de pointe dans ce domaine sont en partie réalisés avec une entreprise en démarrage québécoise, AEPONYX. L’un des projets avec cette entreprise consiste à remplacer dans une multitude d’applications les fils de cuivre, qui ralentissent le trafic internet, par des solutions optiques.

Transmettre de l’information sans fil avec très peu d’énergie

Frédéric Nabki, professeur au Département de génie électrique de l’ÉTS

Le professeur Nabki s’intéresse aussi à l’univers du sans-fil et à la manière de transmettre de l’information avec très peu d’énergie.

Pensons à tous ces produits qui suivent notre activité physique, comme ces appareils Fitbit ou l’Apple Watch. Leur autonomie est extrêmement faible : environ 24 heures pour l’Apple Watch, comparativement à peut-être deux ans pour une montre Timex. Comment expliquer cette différence? En majeure partie par la très grande quantité d’énergie qu’exigent les fonctionnalités sans fil.

Frédéric Nabki développe avec SPARK Microsystems, une entreprise en démarrage hébergée au Centech, un circuit intégré qui permet d’envoyer de l’information sans fil à très basse énergie. Extrêmement prometteuse, cette technologie a le potentiel de définir une nouvelle génération de produits sans fil.

Dans ce monde où les dispositifs microscopiques ne cessent d’offrir de plus en plus de fonctionnalités, Frédéric Nabki a de grandes ambitions.