Biomédical - Micronora

Transcription

BWSJM!3119!¦!O°113
Biomédical
l'irrésistible explosion des microtechniques
Interplex Soprec s'ouvre
au marché de la carte à puce
OUTILLAGE
DÉCOUPAGE
EMBOUTISSAGE
ASSEMBLAGE
CACTUS - RCS Besançon B 408 237 170 - PHOTOS : PIERRE GUÉNAT
,AQUALITiTOTALE
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É
D
I
T
O
R
I
A
L
Microvalves, micro-actionneurs, microfluidiques, micro-aiguilles, micro-gouttes…
En quelques années, la pratique et le vocabulaire biomédical se sont déplacés
inexorablement vers le micro. Comme s’il était devenu indispensable de voir
(endoscopie), d’intervenir (micro-chirurgie), de médicaliser (vectorisation
des médicaments), d’analyser (microfluidique)… Consacrer un dossier aux
"microtechniques au service du biomédical", c’est d’abord faire le constat que
ce secteur est aujourd’hui en pleine expansion. Le mot révolution convient sans
doute mieux lorsqu’on pense aux capacités des puces à ADN ou à protéines, des
laboratoires sur puce (Lab-On-Chip) et des puces à cellules (Cell-On-Chip). Dans
le monde entier, des laboratoires, des universités, des industriels, exploitent la
demande de matériel non-invasif (forcément petit), de diagnostics in vitro ou de
systèmes d’analyses de biologie médicale automatisés.
Consacrer deux pages dans ce numéro au CEA, c’est seulement rendre justice à un
organisme et plus globalement au bassin grenoblois qui ont compris avant tout le
monde à quel point l’extension des techniques utilisées en micro-électronique était
nécessaire aux secteurs des sciences du vivant et de la santé.
Dans ce contexte, savoir que le Centre d'Investigation Clinique en Innovations
Technologiques (CIC-IT) de Besançon est classé deuxième derrière Grenoble,
confirme la volonté de la Franche-Comté de s’inscrire dans cette dynamique.
Apprendre que le tout jeune CLIPP a pour objectif clairement affiché de devenir
la première plateforme d’innovations technologiques au service de la protéomique
clinique directement dans les CHU y participe également. Et derrière le CLIPP,
c’est la montée en puissance de FEMTO-ST qui se profile, avec ses compétences
en ingénierie et manipulation d’objets biologiques, en imagerie du vivant, en
qualification biologique et en instrumentation biomédicale.
Anthogyr est sans doute la charnière de ce numéro. En effet, cette PMI revendique
son appartenance au secteur médical en fournissant tout le matériel nécessaire à
l’omnipratique dentaire. Mais la production des contre-angles nécessite des usinages
très précis et un contrôle de production adéquat.
Contrôle ? Les équipements en gestation au LNE nous ramènent au Zoom
Métrologie de la prochaine édition de Micronora. Ou plus spécifiquement à cette
métrologie émergente qui concerne la nanométrologie et le contrôle des états de
surface… un secteur qu’Alicona et Veeco connaissent bien.
Enfin, les machines Moore de Dhiel Auge Decoupage et les success story d’IDMM
et d’Interplex Soprec viennent rappeler la présence des microtechniques, cœur de
cible du bassin bisontin.
Lors de la prochaine édition de Micronora, salon international des microtechniques,
qui se tiendra à Besançon du 23 au 26 septembre 2008, vous pourrez encore mieux
découvrir l’évolution de ce marché mondial.
■ Le Président, MICHEL GOETZ
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Le biomédical investit massivement
dans les microtechniques
Sommaire



Dossier : microtechniques biomédicales 2
Nanobiotechnologies
et nanomédecine en pointe au CEA
11
Labellisation du Centre d’Investigation
Clinique de Besançon
15
Micro-usinage médical : Anthogyr
19
Usinage de précision :
les machines Moore
21
Micromécanique :
IDMM boostée par Radiall
23
Micro-connecteurs :
Interplex Soprec se diversifie
25

Nanométrologie dimensionnelle : LNE
29

Métrologie de surface
33




Photo de couverture :
L'objectif du CLIPP est de devenir
la première plateforme
d’innovations technologiques
au service de la protéomique clinique
directement dans les CHU.
Source : Jean-Yves Catherin
Revue du Salon International des Microtechniques
Administration : MICRONORA
BP 62125 - 25052 BESANÇON CEDEX 5
Tél. : 00 33 (0)3 81 52 17 35
Fax : 00 33 (0)3 81 41 30 89
Site : www.micronora.com
E-mail : [email protected]
Trimestriel - Tirage 15 000 exemplaires
Directeur de la publication : Michel GOETZ
Date de dépôt : avril 2008
Conception et réalisation : Cactus/Besançon
Impression : Imprimerie de Champagne/Langres
Nous déclinons toute responsabilité pour les erreurs involontaires qui auraient
pu se glisser dans le présent document, malgré tous les soins apportés
à son exécution.(Jurisprudence Cour d’Appel de Toulouse 1887, de Paris 19.10.1901)
Tous droits de reproduction interdits.
MICRONORA INFORMATIONS - AV R I L 2 0 0 8
1
D O S S I E R
L’irrésistible explosion des
au service du biomédical
Les développements et partenariats engagés dans le domaine des microtechniques au service
Des laboratoires, des universités, des industriels, se réclament de recherches et de fabrications
de diagnostics in vitro ou de systèmes d’analyses de biologie médicale poussant à l’extrême
"Du traitement du cancer de la prostate par
chirurgie non invasive aux microsystèmes
embarqués pour le diagnostic des infections,
de l’amélioration des méthodes et traitements
de radiothérapie à la manipulation embryocompatible pour la fécondation in vitro, les
projets des laboratoires de FEMTO-ST concourent à la qualité des savoir-faire micro et
nanotechnologiques au service de la santé en
Franche-Comté". Ce commentaire du Pôle
des Microtechniques de Besançon pourrait
être repris sous une forme voisine par des
équipes du CEA, du LAAS, de l’Inserm, de
l’IEMN, de multiples CHU et par tous leurs
équivalents aux Etats-Unis, au Japon ou en
Allemagne.
De la fabrication collective
aux micro-systèmes
L'industrie va inexorablement vers le
"petit" ! De plus en plus petit même, grâce
aux microtechniques qui permettent de
créer des systèmes et des composants
de la taille du micromètre, voire même
du nanomètre ! Depuis une trentaine
d’années, le développement des technologies sur silicium a permis l’extraordinaire
évolution de la microélectronique. De la
même façon que les puces électroniques
sont fabriquées collectivement sur un
wafer pour en diminuer les coûts, l’industrie a appliqué plus récemment ce concept
de fabrication collective aux micro-systèmes. Et dans les années 90, les microtechnologies appliquées à la biologie ont donné
naissance aux biopuces : les "microarrays"
(puces à ADN et puces à protéines), les
laboratoires sur puce (Lab-On-Chip) et les
puces à cellules (Cell-On-Chip).
Même si le silicium représente une rupture
technologique fondamentale par rapport
2
M I C RO N O R A I N F O R M ATIONS - AVRIL 2008
Manipulation et tri de cellules sur une puce. Source : P Chagnon / BSIP-CEA
au "copeau" des centres d’usinage (qui
flirtent désormais avec le micron !), les
pontages entre la micromécanique et les
technologies type silicium sont de plus
en plus fréquents, tant ces technologies
se complètent et s’interfacent (microconnectique).
L’Europe en pointe
dans le biomédical
La recherche médicale concernant les
implants est en plein boom. L'Union européenne a lancé le projet Healthy Aims et
un plan d'action européen intitulé "Bien
vieillir dans la société de l'information"
dans le cadre de l’Ambiant Assisted Living
(AAL). Les trois axes prospectifs consistent
à "diagnostiquer", grâce à des dispositifs
médicaux intelligents (DMI) communiquant qui vont permettre le télédiagnostic,
à "réparer" (les nanotechnologies vont
révolutionner les DMI par la miniaturisation) et à "traiter" (les DMI distribuent
des bio-thérapies). Le projet HealthService
24 est emblématique de ces nouvelles
réalités : il a pour objectif de développer
un service de soins de santé mobile qui
permettra aux professionnels de la santé
M I C R O T E C H N I Q U E S
B I O M É D I C A L E S
microtechniques
du biomédical sont aujourd’hui en pleine expansion.
de produits de plus en plus miniaturisées. Tous sont en quête d’instruments, d’implants,
l’automatisation des process pour gagner en rapidité, fiabilité et simplicité.
Statice Santé,
spécialisée dans la microtechnique
géomédicale
Micromoules d'injection plastique fabriqué
par technique LIGA et destinés à des applications
de microfluidique. Source : Mimotec
de suivre à distance les progrès de leurs
patients qui seront équipés de capteurs
interconnectés capables de suivre toute
une panoplie de paramètres physiologiques dont la saturation en oxygène, l’ECG,
la respiration, l’activité et la température.
Parallèlement, l’Union européenne vient
d’adopter (décembre 2007) les quatre premières JTIs (Joint Technology Initiatives)
mises en place pour développer des partenariats public-privé en R&D, de niveau
européen. L’une d’elle, l’IMI (Innovative
Medicine Initiative), est dotée d’un budget
de 2 milliards d’euros sur 2008-2013.
Plus globalement et au-delà de tous ses
programmes, il existe d’ores et déjà au sein
de nombreuses PMI, des recherches et des
lignes de production pour satisfaire les
besoins de matériels jetables utilisés dans
le "non-invasif" qui se généralise à la fois
dans la chirurgie et le contrôle.
Rouages plastiques de mouvements horlogers à quartz
injectés dans des cavités de la société Mimotec.
Source : Mimotec
composants par une technologie s’inspirant de la technologie LIGA (Lithographie
Galvanoformung Abformung) à la différence près que Mimotec utilise une source
UV (365 nm), plus économique que les
rayons X.
Cette technique permet aujourd’hui de
réaliser des micro-moules pour l’injection
plastique en grande série de pièces pour
la microfluidique pour un client suisse.
L’histoire commence après la thèse d’Hubert Lorenz lorsqu’il décide d’utiliser son
procédé pour la haute horlogerie mécanique. Celle-ci se lance dans une course
à l’innovation pour contrer les montres
à quartz et certaines pièces mécaniques
deviennent impossibles à réaliser sur les
machines traditionnelles. La société développe alors un second procédé (UV-LIG)
et produit rapidement des micropièces
mécaniques pour la plupart des marques prestigieuses de l’horlogerie mécanique (90% de son activité actuelle). Elle
Mimotec : des micro-moules
en nickel pour la microfluidique conserve cependant le process UV-LIGA
car les composants injectés bénéficient
d’une qualité de surface et d’une répétiCréée en 1998 par Hubert Lorenz (CEO), tivité exceptionnelle, tout en permettant
Mimotec, située à Sion en Suisse, s’est de réaliser des cavités avec des formes
spécialisée dans la fabrication de micro- extrêmement complexes.
Statice Santé s’affiche en tant que "prestataire microtechnique au service du
biomédical", travaillant à façon selon
des spécifications clients pour faire
des implants, des instruments et des
dispositifs médicaux. Serge Piranda,
Président de Statice Santé, mentionne
des implants de neurologie, d’urologie et
implants anogastriques, tous en silicone
implantable. Egalement des implants
orthopédiques mixtes polyuréthanetitane ou surmoulés de matériaux biocompatibles. Statice Santé développe
des cathéters d’électrophysiologie, des
stents métalliques (grillages endovasculaires pour dilater les artères qui se
bouchent) ou plastiques biorésorbables
avec découpage au laser femtoseconde.
Source : Statice Santé
suite page 5
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Dès 1999, l’entreprise se tourne vers la biologie microfluidique. En effet, compte tenu
que les réactifs coûtent chers, Mimotec
conçoit des micro-réacteurs (plaquettes
plastiques jetables) pour les analyses type
PCR (Polymerase Chain Reaction) ou pour
la séparation d’ADN. Le procédé consiste
à construire un ensemble de microcanaux,
de réservoirs et de valves dans un photoplastique (la résine SU8 mise au point
par Hubert Lorenz) sur 2 ou 3 étages
fonctionnels. Chacun d’eux, d’une épaisseur de quelques centaines de microns, est
construit dans cette résine par masquage,
insolation aux UV, développement, lavage,
séchage. Après cette étape (le LI de LIGA)
et un flashage à l’or intermédiaire, l’étage
du G (électroformage) consiste à déposer
une couche de nickel dur (1 à 1,5 mm)
en croissance galvanique. Cette couche
est ensuite usinée à la bonne dimension
par une succession d’usinages mécanochimiques. La dernière opération (A) est
Les implants neurologiques
de Sophysa
La société Sophysa (groupe Tokibo),
implantée sur le site Temis de Besançon,
est spécialisée dans la conception et
la fabrication d’implants neurologiques.
Christophe Moureaux, responsable
R&D Sophysa, explique qu’elle est à
l’origine d’une avancée majeure dans
le traitement de l’hydrocéphalie, "avec
la mise au point en 1985 de la première
valve programmable au monde, permettant de régler la pression de fonctionnement à travers la peau sans ré-intervention
chirurgicale. En 2002, nous avons amélioré
cette valve en ajoutant une fonction de
verrouillage qui lui permet de ne pas
se déprogrammer à l’IRM (Imagerie par
Résonance Magnétique). Et nous avons
innové avec un système de monitoring
de la pression intracrânienne basé sur la
technologie des micro-capteurs en silicium".
Sophysa fabrique également des chambres implantables pour chimiothérapie
et traitement de la douleur ainsi que
des électrodes pour sondes de stimulateurs cardiaques.
réalisée chez le client lorsqu’il injecte
le plastique pour obtenir les plaquettes
d’analyse.
Une technologie biocompatible
dans un microsystème
Lab-on-chip
L’activité microfluidique de l’Institut
d'Electronique, de Microélectonique et
de Nanotechnologie (IEMN) de Lille a été
centrée sur la conception d’un Lab-on-chip
multi-fonctionnel. Le but de ce dispositif
est de traiter une goutte d’un échantillon
de liquide biologique (protéines) puis de
l’envoyer dans un spectromètre de masse
pour analyse. Deux types de microsystèmes ont été développés : un pour le mode
Electro Spray Ionization (ESI) dans lequel le
flux liquide qui transporte les protéines et
les peptides est continu et un autre pour
le mode Matrix Assisted Laser Desorption
Ionization (MALDI) dans lequel le liquide
est déplacé sous forme de microgouttes.
La démarche a consisté à concevoir des
composants microfluidiques originaux et
à les tester avant de réaliser leur intégration. Le challenge réside dans la mise au
point d’une technologie biocompatible qui
permet l’intégration de diverses fonctions
dans un même Lab-on-chip.
En termes de résultats, en mode ESI, deux
nanosources d’électrospray de type plume
(brevetée) ont été réalisées, l’une en polysilicium, l’autre en résine SU-8. De plus, un
microsystème comportant une microcolonne de chromatographie en ligne avec
une nanosource ESI (largeur de fente :
10 µm) a été fabriqué selon un dispositif
original. En mode MALDI, des structures
permettant d’effectuer des opérations fluidiques de base sur des microgouttes de
volume de l’ordre du µl ont été réalisées.
Parallèlement, des prototypes utilisant les
ondes acoustiques de surface (SAW) permettant de déplacer des microgouttes de
liquide ont été mis au point. Les ondes
sont générées par des transducteurs interdigités déposés sur un substrat de niobate
de lithium. Des structures fonctionnant à
20 MHz avec une puissance de l’ordre de
1 W ont été réalisées et permettent des
Les applications prometteuses pour le diagnostic
in vitro issues des développements en cours
des nanotechnologies sont nombreuses. Source : CEA
déplacements 2D sur une plage centimétrique.
Ces travaux ont été réalisés dans le cadre
de contrats avec le CEA-LETI, SanofiAventis, MGP Instruments, Osmooze et le
LCOM de l’USTL. L’IEMN continue de travailler sur cette thématique et développe
actuellement des microsystèmes fluidiques
à base de surfaces super-hydrophobes.
FEMTO-ST : des dispositifs
pour l’investigation clinique
"L’action de l’institut FEMTO-ST dans le biomédical se situe en priorité sur la recherche
de solutions pour lever les verrous technologiques sur la conception de dispositifs innovants
suite page 7
souvent complexes".
5
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deviennent sociétés industrielles
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moulage, surmoulage et de l’assemblage.
Alcis : des dispositifs médicaux utilisés dans le diagnostic
Electrode profonde Alcis diamètre distal 0,8 mm pour épilepsie. Source : Alcis
Philippe Picart, directeur adjoint, poursuit en
rappelant que "FEMTO-ST possède des compétences avérées en ingénierie et manipulation
d’objets biologiques, en imagerie du vivant, en
qualification biologique et en instrumentation
biomédicale". Compétences qui ont permis
le développement de dispositifs pour l’investigation clinique, avec des microsystèmes et
matrices de micro-aiguilles non douloureuses, pour le dépistage néonatal, des capteurs
de pression pour l’étude de la motricité,
des capteurs acoustiques. Mais aussi des
dispositifs d’imagerie ultrasonore, dispositifs
à sonde locale en milieu biologique et par
fluorescence, dispositifs de vision optique
par laser à travers les tissus vivants, de
vision des caractéristiques fines de la peau,
de traitements d’images en radiothérapie…
Egalement des développements pour la
La lentille de Sensimed
comprend un ensemble
capteur, antenne
et microprocesseur
qui fonctionne
selon un principe
analogue au RFID.
Source : Sensimed
manipulation et la qualification biologique
(qualification d’échantillons biologiques et
recherche de bio-marqueurs, bio-puces
pour la reconnaissance biomoléculaires,
bio-systèmes pour l’instrumentation physique, biocapteurs optiques et microsystèmes
pour la fécondation in-vitro, lab-on-chip, systèmes à libération contrôlée…). Enfin pour
la thérapeutique de précision (optimisation
de la préparation et de la précision des traitements de radiothérapie, sonde optique
pour le diagnostic et la thérapie des cancers
de la peau, instruments et robots mini ou
non invasifs pour la chirurgie et pour la
surveillance in vivo…).
Pierre Tiberghien, directeur de l’Etablissement francais du Sang Bourgogne FrancheComté, fait état du projet Contrultime
(système automatisé de contrôle ultime pré-
Alcis (Besançon) est spécialisée dans la
production de produits microtechniques
pour la neurochirurgie. Ses électrodes
intracérébrales sont implantées pendant
deux semaines dans la tête des patients
afin de diagnostiquer les foyers épileptogènes et les voies de propagations des crises
d’épilepsie. Ces électrodes d’un diamètre
de 0.8 mm contiennent de 5 à 18 contacts
nécessitant l’utilisation de fil de 40 µm de
diamètre. Alcis assemble ses électrodes
en salle blanche sous binoculaire à partir de micro-tubes, de fils et de bagues.
Pour diagnostiquer l’arythmie cardiaque,
la société produit également des cathéters
d’électrophysiologie dont la fonction est
de recueillir par contact, des signaux électriques générés par le muscle cardiaque.
transfusionnel), sur lequel travaille Christian
Pieralli, chercheur FEMTO-ST, pour la mise
au point d’un système portable au pied du
lit du patient (microfluidique et optique) qui
permettrait d’éviter les erreurs (une erreur
pour 30000 perfusions, soit une centaine de
décès/an en France).
Coopération industrielle
de l’EPFL sur des capteurs
et implants médicaux
Selon l'organisation mondiale de la santé
(OMS), 70 millions de personnes dans le
monde sont atteintes par le glaucome, une
maladie des yeux qui, mal traitée, amène
à la cécité. Pour poser un diagnostic plus
précis, Sensimed a mis au point une lentille
de contact spéciale qui mesure la pression
de l'oeil en continu durant 24 heures, lentille originale comprenant un capteur, une
antenne et un microprocesseur.
Arnaud Bertsch, chercheur EPFL, qui a travaillé durant 4 ans sur cette lentille, explique
que "la pression intra-oculaire fluctue continuellement pendant la journée, y compris pendant
le sommeil. Actuellement, on sait mesurer la
pression intra-oculaire seulement par intermittence et sans confort pour le patient".
suite page 9
7
En Franche-Comté, à Besançon,
dans une région d’Europe reconnue
comme pôle des microtechniques,
UND dispose sur une même zone
géographique, de complémentarités
industrielles et scientifiques.
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son savoir-faire et une situation
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Intellidrug : une molaire
intelligente pour la distribution
de médicaments
Les patients âgés et les malades chroniques oublient régulièrement de prendre
leurs médicaments. Afin de résoudre ce
problème, le projet Intellidrug permet
de distribuer les médicaments lorsque
le patient en a besoin. Le dispositif intelligent est conçu comme une prothèse
dentaire et consiste en un récipient
rempli de médicaments, une valvule,
deux capteurs et divers composants
électroniques, dont des microactuateurs. "La salive pénètre le récipient par le
biais d'une membrane, dissout une partie
du médicament solide et se répand dans
la cavité buccale à travers un petit conduit.
Le médicament est ensuite absorbé par les
muqueuses des joues du patient", explique
Oliver Scholz de l'Institut Fraunhofer de
génie biomédical en Allemagne.
Avec la lentille développée par Sensimed,
lorsque la pression intra-oculaire dilate
l’œil, elle déforme la lentille et le capteur
suit cette déformation avec une précision de l’ordre du micron. L’ensemble
capteur, antenne et microprocesseur
fonctionne selon un principe analogue
au RFID. L'énergie est transmise par
onde radio par une paire de lunettes ou un patch collé près de l'œil.
Un T-shirt intelligent biomédical au CSEM
Le CSEM est mondialement reconnu pour
ses activités de surveillance médicale
portable. L’Agence Spatiale Européenne
(ESA) lui a confié l’étude d’un système
de surveillance médicale des spationautes qui est actuellement testé dans
sa station Concordia en Antarctique.
Il s’agit d’un T-shirt intelligent, équipé
d’électronique, d’accéléromètres et de
capteurs biomédicaux, capable de mesurer en permanence plusieurs paramètres
physiologiques : l'électrocardiogramme
(ECG), le rythme respiratoire, la pression
du sang et son taux d'oxygène, la température corporelle ainsi que la posture et
l'activité de celui qui le porte.
Les sons sont captés par un microphone,
transformés en signaux électriques,
traités par un processeur vocal,
puis convertis en impulsions électriques…
Source : Cochléar
Celle-ci est relayée au microprocesseur
qui met en route le capteur et renvoie
l'information à la paire de lunettes. La
production démarrera cette année pour
une commercialisation en Europe prévue
en 2009.
Toujours sur ce thème de fabrication de capteurs et d’implants pour la
médecine, Arnaud Bertsch rappelle que
l’EPFL travaille sur des micro-électrodes utilisables par exemple dans les
implants cochléaires, dispositifs médicaux électroniques destinés à restaurer
l'audition de personnes atteintes d'une
perte d'audition profonde. "Les implants
cochléaires existent depuis 20 ans, mais
sont fabriqués de façon manuelle. Avec le
développement des techniques de microfabrication, on peut améliorer ce type de
systèmes, soit pour avoir une plus grande
densité d’électrode, soit pour que l’implant
soit moins invasif, soit enfin pour qu’il
puisse s’adapter aux évolutions technologiques sans explantation". ■
Jean-Yves Catherin
Des systèmes micromécaniques fonctionnels en microfluidique
Dans le cadre du projet CRAFT, le centre
laser de Hanovre (LZH) souhaitait tester
des procédés technologiques innovants
pour produire des pièces de plus en
plus miniaturisées (particulièrement dans
le domaine médical). André Neumeister,
ingénieur LZH, a utilisé la technologie
de stéréolithographie. Avec les photorésines utilisées, il est possible d'obtenir de
bons résultats (résolution verticale de 5 à
10 µm et résolution latérale de 3 à 5 µm)
pour des systèmes micromécaniques fonctionnels dans le domaine de la microfluidique en vue d'applications médicales.
Les pièces du LZH obtenues par stéréolithographie. Source : LZH
9
Les nanobiotechnologies
et la nanomédecine en pointe au CEA
En ayant initié, en 2003, le projet grenoblois NanoBio, en coordonnant le programme européen
Nano2Life depuis 2004, et en lançant tout récemment Clinatec, le Commissariat à l'Energie Atomique
(CEA) s’affirme comme un acteur majeur de la recherche européenne en nanobiotechnologies.
Les avancées des nanotechnologies peuvent
être très utiles à toutes les étapes de la prise
en charge du patient : identification de la
maladie, localisation, choix des traitements et
suivi des effets de la thérapie sur la maladie et
sur le patient. Le suivi de la réponse du patient
à un traitement devrait également être amélioré et permettre d’ajuster celui-ci, ouvrant la
voie à une médecine personnalisée.
Le CEA développe, en partenariat avec différents acteurs européens de la recherche
et de l’industrie, des systèmes miniaturisés
permettant d’améliorer le diagnostic in vitro,
le diagnostic in vivo (en particulier l’imagerie
moléculaire) et la délivrance ciblée (vectorisation) des médicaments. Il développe
également des dispositifs médicaux implantables ou "périphériques" qui permettront
d’apporter de nouvelles solutions pour le
traitement par exemple de maladies neurodégénératives (maladies de Parkinson) et de
l’épilepsie.
Les applications médicales des nanotechnologies
s’avèrent très prometteuses du fait
de la possibilité offerte par la miniaturisation,
d’interagir de façon ciblée avec les entités
biologiques telles que tissus, cellules, voire molécules.
Source : CEA
Puce Medics pour la manipulation et le tri de cellules.
Source : P. Chagnon / BSIP – CEA
Clinatec ou le transfert de l’innovation au patient
Le Commissariat à l'énergie atomique
(CEA) prévoit d'ouvrir à Grenoble une
clinique expérimentale, appelée Clinatec,
qui testera des développements thérapeutiques utilisant la microélectronique et
les nanotechnologies. Alim Louis Benabib,
neurochirurgien au CHU de Grenoble cite
deux applications qui pourraient y être
développées. "Dans le cadre de la maladie de
Parkinson, il est prévu de développer la stimulation cérébrale profonde à haute fréquence
en implantant sous la peau du crâne non plus
une électrode, mais cinq électrodes reliées au
niveau d'un multiplexeur. Le prototype actuel
fait à peu près cinq centimètres de diamètre.
Quand la validité du concept "nano" aura
été prouvée, il faudra passer à des systèmes
plus petits, idéalement de la taille de l'ongle
du petit doigt. L'autre application, à plus long
terme, porte sur les interfaces entre le cerveau
et un ordinateur (Brain computer interface). Il
s'agira d'implanter des puces avec des nanoélectrodes dans le cerveau de certains malades
pour leur permettre notamment de piloter des
effecteurs (souris d'un ordinateur, éléments de
domotique)".
suite page 13
11
Labopuce In Check.
Source : Stroppa CEA
Des nano-gouttes d’huile
pour transporter
les médicaments
Dans le cadre d’une collaboration avec
le CNRS, le CEA-Léti développe des
nanoémulsions pour des applications
dans le domaine de la vectorisation
des médicaments. Les nanoémulsions,
élaborées à partir d’excipients issus
de l’industrie pharmaceutique, sont
formées de gouttelettes d’huile de
même taille en solution. Le coeur de
ces nanoémulsions peut contenir des
substances actives. Non toxiques, ces
nanoémulsions "biocompatibles" traversent les barrières biologiques pour
atteindre la tumeur à traiter. L’interface
eau/huile peut également être modifiée
pour augmenter la reconnaissance spécifique avec la tumeur.
In Check : un labopuce pour diagnostiquer la grippe aviaire
A l’intersection des microarrays et de
la microfluidique, les laboratoires sur
puce ou labopuces sont des systèmes
intégrant toutes les étapes d’une analyse
biologique, du traitement de l’échantillon
au rendu du résultat. Ces dispositifs rassemblent à la fois des composants microélectroniques, optiques et logiciels et
sont fabriqués avec des techniques parfois issues de la microélectronique, qui
permettent une production massive et
à bas coût, conditions essentielles pour
leur adoption par le marché de la santé.
Aujourd’hui, le labopuce est le concept
ultime d’outils d’analyse miniaturisés que
les chercheurs visent à développer. Le
CEA-Léti a développé avec la société ST
Microélectronics la plate-forme In-Chek,
qui permet de détecter le virus H5N1
de la grippe aviaire. Ce micro laboratoire
est capable de réaliser un test génétique complet incluant l’extraction d’ADN,
l’amplification des gènes par PCR, suivi
d’une hybridation sur une puce à ADN.
Une analyse qui nécessitait auparavant
plusieurs jours.
Le diagnostic in vitro
ser ces kits lors d’une consultation ou au chevet du patient. Á l’heure actuelle, l’éventail des
analyses miniaturisées couvre les domaines de
la biologie moléculaire, structurale et cellulaire.
Les applications prometteuses pour le diagnostic in vitro issues des développements en cours
des nanotechnologies permettent d’effectuer
des analyses biomédicales sur des échantillons
biologiques dits "précieux" et rares tels que
les cellules foetales ou les cellules du cordon
ombilical, tout en étant moins invasif. Elles permettent d’analyser des biopsies de très petites
tailles, d’obtenir une analyse dite "multiplexée",
où plusieurs paramètres sont mesurés simultanément sur le même échantillon, économisant
ainsi ces prélèvements. Elles permettent enfin
d’analyser et de manipuler à grande échelle des
cellules individualisées et vivantes et d’avoir une
information plus rapide avec possibilité d’adapter le traitement en conséquence.
L’automatisation de ces nouvelles technologies
peut permettre à du personnel non spécialisé
dans les techniques analytiques tels que les
médecins généralistes, ou les infirmières, d’utili-
Tox Drop : une puce à cellules
pour les substances toxiques
Dispositif Multipach,
pour des analyses électrophysiologiques parallélisées.
Source : CEA
Le CEA a coordonné le projet européen Tox Drop destiné à mettre au
point un réacteur mesurant, sur des
gouttes contenant une centaine de
cellules vivantes, l’effet de substances
toxiques ou pathogènes. Ce réacteur
va être également utilisé pour tester
l’impact de nanoparticules sur le cycle
de vie cellulaire.
Les projets en cours
avec l’Inserm
Parmi les projets en cours, notamment avec
l’Inserm, il faut citer Protool dont l’objectif est
de réaliser une cartographie axiale de l’expression des protéines du tissu tumoral et du
tissu sain grâce à un outil minimalement invasif.
Smart-In-Vivo est un dispositif implantable permettant la stimulation cérébrale profonde en
volume qui devrait améliorer le traitement de
la maladie de Parkinson, des dystonies et de
l’épilepsie et diminuer le temps d’intervention
chirurgicale. Délivrance In Vivo doit permettre
une meilleure diffusion des médicaments ou
des molécules biologiques d’intérêt, sous champ
électrique, pour leur permettre de pénétrer à
l’intérieur des cellules. Le projet Suppléance et
interface cerveau/machine concerne les déficits neurologiques moteurs (postraumatiques
ou infirmes moteurs cérébraux) ou sensoriels
(vision, audition) qui peuvent être compensés
par des neuroprothèses. Celles-ci nécessitent
l’acquisition des signaux neuronaux à l’aide de
microélectrodes biocompatibles et le traitement
des informations grâce à des dispositifs électroniques miniaturisés pour commander les neuroprothèses (projet Neurolink et Neurocom).
■
Jean-Yves Catherin
13
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Le Centre d’Investigation Clinique
du CHU de Besançon labellisé
"Innovations Technologiques"
Labellisation par l’Inserm et la DHOS d’un tout nouveau Centre d'Investigation Clinique
en Innovations Technologiques (CIC-IT) orienté vers les microtechniques, installé au CHU de Besançon
La recherche clinique pour des innovations
technologiques vient de connaître une
impulsion importante avec un premier
appel à projets de labellisation de Centres
d'Investigation Clinique en Innovations
Technologiques (CIC-IT), orchestré par
l’Inserm et la DHOS (Direction de l’hospitalisation et de l’organisation des soins) en
2007. La réponse du CIC-BT (BT pour biothérapie) du CHU de Besançon précisait :
"Notre projet, orienté vers les microtechniques,
permettrait de valoriser les savoirs faire scientifiques et industriels du territoire en facilitant
le transfert des recherches fondamentales
vers la recherche clinique".
Eh bien, c’est fait ! Le projet bisontin figure
parmi les huit CIC-IT qui viennent d’être
labellisés (Besançon, Nancy, Grenoble,
Lille, Tours, Garches, Bordeaux et Rennes).
C’est même bien fait, puisque Besançon
arrive en seconde position "juste derrière
Grenoble". Selon Lionel Pazart, médecin
au CHU, en charge du CIC "la thématique
générale de ce CIC-IT s’inscrit clairement
dans les microtechniques pour la santé. Il
correspond aux atouts industriels et scientifiques et à la visibilité actuelle de la région
Franche-Comté. Les travaux engagés par les
équipes partenaires du nouveau CIC-IT, se
répartissent selon quatre axes principaux
que sont les dispositifs pour l’investigation
clinique, les techniques de suppléance, la
qualification biologique et les méthodes thérapeutiques de précision. Avec des orientations
fortes qui apparaissent dans la dermatologie,
la cancérologie, la pédiatrie, l’imagerie, les
biothérapies, la chirurgie, le handicap et la
biologie. Notre chance est de disposer d’un
partenariat local très fort entre les laboratoires de recherche, l’université, les industriels,
les associations de patients et les réseaux
de santé, qui tous ont le projet commun de
Le CIC IT est très orienté vers des disciplines telles que la dermatologie, la cancérologie, la pédiatrie, l’imagerie,
les biothérapies, la chirurgie, le handicap et la biologie. Source : FEMTO-ST
développer des innovations incluant toutes
les phases de recherche depuis l’expression
d’un besoin jusqu’au dispositif commercial".
Au sein de ce puzzle, le CIC-IT est la
structure responsable des essais cliniques
lorsque le dispositif arrive au stade des
tests chez l’homme.
36 projets d’études
dont 10 arrivent déjà
sur les premiers tests cliniques
Pour mieux cerner les composantes à
la fois innovantes et microtechniques du
CIC-IT, Lionel Pazart mentionne six exemples de projet. L’objectif de "Medicalip"
est la mise au point d’un microsystème
embarqué permettant le dépistage d’une
infection congénitale à CytoMégaloVirus
du nouveau-né. Celui de "MicroTEP" est
de développer un Tomographe à Emission
de Positons (TEP) de résolution spatiale
millimétrique afin d’obtenir notamment
des images striatales suffisamment précises pour le diagnostic des maladies
de Parkinson et d’Alzheimer. "Bia-MSBiomarkers" se propose de concevoir de
nouveaux supports chromatographiques
à partir de matériaux micro et nanostructurés et de mettre en oeuvre des outils
innovants d’ingénierie biomoléculaire. Le
projet "Contrultime" associera au système
actuel de transfusion sanguine un dispositif automatisé type système embarqué
qui détectera la compatibilité entre le
sang de la poche à transfuser et celui du
patient. L’objectif de "Mecaskin" est de
développer un substitut cutané autologue,
prévu pour développer un traitement des
ulcères de jambe. Enfin, "Sodiathec" est
un programme de recherche qui vise à
développer un nouveau dispositif médical
pour améliorer la détection précoce des
mélanomes et faciliter leur traitement.
Parmi les 36 projets d’études, 10 arrivent
déjà sur les premiers tests cliniques. ■
Jean-Yves Catherin
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B I O M É D I C A L E
Coopération Bourgogne-Franche Comté
pour une plateforme protéomique
Au départ, une volonté de l’Université de Franche-Comté d’exister désormais au niveau national
en tant que plateforme protéomique.
A mi-parcours, une rencontre avec une énergie complémentaire en Bourgogne.
Au final, le CLIPP : Clinical & Innovation Proteomic Platform.
Le CLIPP "a pour objectif d’utiliser les
savoir-faire en micro et nanotechnologie de
FEMTO-ST pour permettre le développement
de nouveaux outils et instrumentation pour
faire de l’analyse en santé humaine".
Wilfrid Boireau, directeur adjoint de CLIPP,
porte à bout de bras depuis 4 ans, la plateforme protéomique de Besançon. Depuis
que l’Université de Franche-Comté a
constaté en 2003 qu’elle n’avait pas pris
le virage de l’analyse génomique et lui
a demandé de monter une plateforme
protéomique pour apparaître au niveau
national dans ce domaine. Des fonds sont
alors débloqués avec le soutien du ministère et permettent la mise en place d’un
plateau technique en 2004 avec un thème
emblématique : "les microtechniques pour
la protéomique" et de réelles ambitions
en Sciences de la Vie, puisque le projet implique dès le départ une équipe
FEMTO-ST, des équipes de biochimie et
pharmacie de l’IFR IBCT et le laboratoire
de biologie environnementale, soit un programme (déjà) transectoriel au niveau de
l’Université.
Mais parallèlement, et au même moment,
Patrick Ducoroy (aujourd’hui directeur
de CLIPP), rattaché au CHU de Dijon,
monte lui aussi une plateforme d’analyse
Réalisation de terrasses d'or caractérisées par
Microscopie à force atomique (AFM). Source : FEMTO-ST
protéomique à visée clinique. "A Besançon,
nous étions orienté vers une perspective de
développements technologiques tandis que
nos confrères dijonnais allaient vers l’acquisition d’outils de pointe. Nous étions donc très
complémentaires et après deux ans et demi
de R&D séparés, nous avons commencé à collaborer en rapprochant nos approches méthodologiques en protéomique". En 2006, les
deux plateformes décident de coopérer et
font une nouvelle proposition au ministère
impliquant une structuration de la recherche protéomique à l’échelle interrégionale.
Si bien qu’aujourd’hui, la plateforme CLIPP
qui sera officialisée au 1er semestre 2008,
est devenue la plateforme protéomique
interrégionale Bourgogne-Franche Comté.
Au service
de la protéomique clinique
directement dans les CHU
Préparation d'échantillons biologiques.
Source : FEMTO-ST
Protéomique ? Wilfrid Boireau explique
que le protéome est l’ensemble des protéines contenues dans un organisme ou
une cellule. "La protéomique est un secteur
porteur où subsistent de nombreux verrous.
Lorsqu’on investigue l’ensemble des protéines
Protofilaments de tubuline imagés par Microscopie
à force atomique (AFM) en milieu liquide
(380 x 380nm). Source : FEMTO-ST
présentes dans un échantillon, on estime
qu’en fait, on analyse seulement 10 % du
matériel existant. C’est un terrain fertile pour
engager de nouveaux concepts avec des
approches innovantes à fort potentiel de
valorisation et nous sommes convaincus que
les micro et nanotechnologies peuvent faire
avancer la protéomique et lever des verrous
(pré)-analytiques de façon à être plus exhaustif dans l’analyse du protéome global. Grâce
aux compétences capitalisées à FEMTO-ST
dans la miniaturisation, les microdispositifs
et les microsystèmes type bio-puce µarrays,
microfluidique et laboratoires sur puce, notre
objectif est clairement de devenir la première
plateforme d’innovations technologiques au
service de la protéomique clinique directement dans les CHU". C’est aussi d’optimiser
les étapes de prétraitement et d’analyse
des échantillons biologiques et de mettre
au point des outils pour le diagnostic de
pathologies humaines et le criblage de
molécules médicamenteuses. ■
Jean-Yves Catherin
17
MICRON
D’OR
M I C R O - U S I N A G E
M É D I C A L
Anthogyr : des usinages pointus
et propres pour le dentaire
Le contre-angle d’implantologie dentaire est un ensemble technique complexe.
Certaines pièces sont usinées dans la barre en une opération à 5 µm sur des centres d’usinage spéciaux,
avec des process capabilisés au sein d’ateliers climatisés. Visite technique chez Anthogyr.
La précision des pièces support de roulement
est contrôlée à 5 µm près.
Source : Anthogyr
"La raison d’être d'Anthogyr est d’apporter une
réponse performante à chaque besoin en actes
d’omnipratique dentaire. Notre expérience en
matière d’instrumentation nous a permis de
développer de nombreux produits innovants spécifiques à l'implantologie : contre-angle, moteur, clé
dynamométrique, collecteur d’os, tous adaptés à
la pratique de l’implantologie". Plus globalement,
Eric Genève, directeur industriel d’Anthogyr,
a coutume de dire que dans un cabinet dentaire, il fournit tout "sauf le fauteuil".
Le contre-angle Mont Blanc
Implantology
Le contre-angle est une pièce technique complexe et le modèle Mont Blanc
Implantology fait partie de la dernière
gamme hi-tech créée par Anthogyr. La
tête des contre-angles a pour fonction de
transmettre un mouvement à 90° en faisant
préalablement un coude. Le porte-outil est
constitué d’un arbre pignonné monté sur
deux roulements et entraîné par un renvoi
d’angle à engrenage. Ce dernier reçoit le
Le contre-angle
est une pièce technique
complexe qui demande
une grande précision
d’usinage.
Source : Anthogyr
mouvement d’une cartouche entraîneuse
dont l’extrémité se termine par un pignon.
En amont, une autre pièce complexe est
constituée d’une cartouche réductrice
incluant un montage de train épicycloïdal.
Doté d’une réduction de 20 :1, ce contreangle a une tenue de couple (peu ordinaire)
de 80 N.cm, dû à deux caractéristiques
essentielles de sa conception : il est intégralement monté sur roulements et son
système d’engrenages est renforcé. Il est
par ailleurs conçu intégralement en inox et
pour une meilleure décontamination et un
entretien régulier en profondeur des pièces
les plus sollicitées, la tête du Mont-Blanc
Implantology est entièrement démontable.
A pièce technique,
usinage technique
Le visiteur qui pénètre dans les ateliers de
production d'Anthogyr est impressionné
par la propreté : "Nous sommes parmi
les seuls dans la vallée à avoir des ateliers
climatisés : 22°C jour et nuit, tout est régulé
Le dentaire exige que les ateliers d’Anthogyr soient
tenus propres et climatisés. Source : Anthogyr
et propre". Sur des centres d’usinage à la
barre 5 axes Willemin Macodel et Chiron,
il s’agit en effet de "tomber" une pièce finie
nécessitant une concentricité et un dimensionnel très précis (5 µm) au niveau des
portées de roulement, avec des contraintes d’aspect en termes de raccordement
d’usinage, à partir d’une barre inox 316 L.
Ces machines sont équipées de groupes
froids pour pouvoir réfrigérer l’huile. De
plus, cette huile injectée sous pression
est filtrée en amont. "Nos machines sont
équipées de systèmes de thermo-régulation et
thermo-compensation de façon à compenser
l’échauffement de la machine, compensation
algorythmique utilisant un Renishaw qui vient
palper un référentiel sur le nez de broche".
Les contrôles sont effectués sur une
machine à mesurer tridimensionnel
Mitutoyo et par contrôle pneumatique
Etamic, mais plus globalement, Anthogyr
a initié une méthodologie de capabilité
machine et capabilité process. "Il y a un an,
nous étions beaucoup sur du contrôle 100%
sur des cotes aussi précises. Avec la connaissance de nos machines, des durées de vie outil,
des couples outil-matière, nous avons optimisé
la gestion de notre process, impliquant moins
de contrôle et surtout moins de rebuts". ■
Yann Clavel
19
!NALYSE L 3AVOIRFAIRE L 2iPONSE TECHNOLOGIQUE
L’ I M A G I N A T I O N
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AUTOMATIQUES ET SEMIAUTOMATIQUES
4RANSFERTS LINiAIRES OU ROTATIFS
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P R É C I S I O N
Les machines Moore
pour le meilleur de l’ultra-précision
Les machines Moore font partie des machines de référence pour la rectification cylindrique d’alésage.
Diehl Augé Découpage les utilise pour la finition des alésages des colonnes de guidage
de ses outillages carbure.
Diehl Augé Découpage produit entre autre
des lead-frames pour des semi-conducteurs
utilisés dans l’électronique de puissance. Il
s’agit de marchés de grandes séries de plusieurs millions de pièces chaque semaine
destinées à des clients prestigieux tels que
ST-Microlectronics, International Rectifier,
Philips, ON-Semi, Bosch… Ces outillages
sont souvent complexes, composés de
plusieurs centaines de pièces et plusieurs
niveaux dont les ajustements doivent être
très précis. L’une des solutions pour diminuer les coûts consiste à améliorer la
performance et la longévité des outillages
en les fabriquant en carbure de tungstène.
Pour les usiner, Diehl Augé Découpage dispose d’un atelier de mécanique composé
de centres d'usinage UGV, de rectifieuses
planes traditionnelles, de rectifieuses de
profil pour les matrices et poinçons com-
Celada spécialisé
dans la haute précision
Dans le domaine de l’usinage de
grande précision, l’importateur Celada
(Metz-Tessy près d’Annecy) propose
des marques de machines reconnues
parmi les meilleurs en termes de
performances. Les machines d’électroérosion fil, enfonçage et perçage
rapide du japonais Sodick, les rectifieuses planes d’Okamoto, les rectifieuses
par coordonnée et centre d’usinage 5
axes de Moore, les rectifieuses d'intérieur de Combitec, les rectifieuses
cylindriques universelles d'outillage et
systèmes de rectification de production de Kellenberger et les rectifieuses
extérieures compactes de Curtis. Sans
oublier les centres d'usinage de très
grande précision de Yasda.
Les machines Moore sont réputées pour leur précision et leur qualité de fini d’usinage. Source : Moore
plexes, de machines d'électroérosion à fil
et par enfonçage ainsi que des rectifieuses
cylindriques pour usiner les alésages.
Pour l’usinage hyper-précis
des outillages carbures
Parmi ces rectifieuses, Diehl Augé
Découpage utilise deux machines Moore.
Un modèle 450 CPR et un modèle
1200 CPR (450 et 1200 définissant la
course maximum de l’axe X) équipées
de commandes numériques Fanuc 16 MB
pour la première et 15 MB pour la seconde.
Denis Lardier, chef de projet technique
chez Diehl explique qu’au moment de
l’acquisition, la commande numérique a
été un facteur déterminant dans le choix.
Ces machines sont équipées de turbines
très haute vitesse qui tournent entre 120
et 175000 tours/minute. Elles combinent
3 mouvements : rotation de la meule,
mouvement planétaire et montée-baisse
pour un usinage par contournage, avec
une interpolation linéaire sur la base d’un
incrément très petit. Elles sont utilisées
principalement pour usiner les alésages
des colonnes de guidage, les logements de
pilotes, les alésages de goupillage ainsi que
les indexages pour assembler les plaques
des outillages. En termes de précision, la
1200 CPR est donnée à 4 µm de défaut
dans le volume (1200 x 600 x 300 en z) et
la 450 CPR à 2 µm.
En quête d’une rectifieuse
hyper-précise pour des arbres
Aujourd’hui, Diehl Augé Découpage, fait partie de la division Diehl Métal au même titre
que Griset, lamineur fournisseur des bases
cuivre pour le découpage et DPE, spécialiste
des revêtements de surface. Diehl possède
ainsi la filière complète au sein de laquelle la
mécanique de précision est la spécialité du
site bisontin. Denis Lardier a ainsi été chargé
d’un projet d'intégration d'une rectifieuse
cylindrique pour rectifier les pièces de révolution en carbure utilisées par le groupe. A
ce titre, plusieurs fabricants ont été consultés dont Kellenberger. ■
Yann Clavel
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M I C R O M É C A N I Q U E
IDMM boostée par le rachat de Radiall
IDMM allait bien et pouvait s’enorgueillir d’une croissance que de nombreuses PME pouvaient lui envier.
Le rachat par Radiall pousse un peu plus l’entreprise vers les marchés aéronautiques.
IDMM réalise
des prototypes
en co-développement
pour Thales.
Source :
Jean-Yves Catherin
La société IDMM développe des réponses adaptées
en matière de micromécanique de précision
pour ensembles ou sous-ensembles de pièces.
1993 : IDMM démarre ses activités avec
5 personnes. Début 2008 : la société
doloise emploie 180 personnes pour un
chiffre d’affaires 2007 de 15 millions d’euros
(+ 30% / 2006) avec un parc machines qui a
lui aussi augmenté de 30%. En février 2008,
les locaux passaient de 3000 à 6000 m2 et
s’étendaient… au Mexique ! Pour expliquer
ce succès, Jean-Luc Malugani, directeur de
production, fait état d’une stratégie commerciale, qui en parallèle des marchés
aéronautiques, a résolument orienté l’entreprise vers les marchés du médical et du
militaire. L’acquisition régulière de machines
performantes, a permis à l’entreprise de
consolider sa politique de développement.
"Ces choix ont sans doute été judicieux, car ils
nous donnent un positionnement différencié
L’acquisition de machines performantes a permis à
IDMM de consolider sa politique de développement.
par rapport à la concurrence. Un autre élément
différenciateur réside dans l’engagement de la
production d’IDMM en continu. En effet, grâce
à un déploiement optimum de ses effectifs, les
moyens de production sont engagés plus de 5 à
6000 heures par an, soit 24 h sur 24 et 7 jours
sur 7, avec une continuité les jours fériés."
Un développement
vers le médical et l’aéronautique
Dans ce développement assez exceptionnel,
2007 aura été une année charnière avec le
rachat par Radiall qui formalise un ensemble de choix stratégiques amorcés par le
travail commercial fait en amont. "Il y avait
en effet dans le giron du carnet de commande
de IDMM un lot de clients et d’affaires qui
deviennent de plus en plus stratégiques sur
lesquels Radiall nous aide à nous développer".
Parmi ces gros marchés, dans le médical, il
faut citer Sebia qui assemble des machines
d’analyse sanguine dont les pièces sont
produites par IDMM. Mais aussi Electro
Medical Systems (EMS), à Nyon en Suisse,
qui commercialise des appareils dentaires et
médicaux. Dans le domaine militaire, IDMM
réalise des pièces pour minuterie pour des
clients suisses et des prototypes en codéveloppement pour Thales, en prévision
de se voir confier des marchés importants
sur des connecteurs sécurisés pour des
avions militaires. "Aujourd’hui, Radiall fait partie de notre chiffre d’affaires, mais nous laisse
gérer toutes nos activités de diversification.
Par contre, il est clair que sa présence à nos
côtés accélère la mutation de l’entreprise
avec passage d’un mode de fonctionnement
type PME "paternaliste" à celui de centre de
profit".
Un marché exclusif
sur les connecteurs
des Boeing 787
L’aventure mexicaine d’IDMM se profile
en 2006, lorsque Radiall demande, d’une
part, si l’entreprise est capable de doubler
son activité pour faire face aux demandes
futures en France, d’autre part, si elle
peut l’accompagner dans un projet de
transfert de compétences sur le Mexique.
Fin 2006, Radiall prend acte de deux
réponses positives et rachète IDMM.
Radiall possède un marché exclusif sur les
connecteurs des Boeing 787, par le biais
de l’équipementier Labinal. En février 2007,
IDMM dessine les plans de la nouvelle usine
et en octobre, une unité de production
de 3200 m2 est créée à Obregon (côte
Ouest). Pour Radiall, le Mexique s’inscrit
dans un projet global dont la finalité est de
livrer des produits, clés en main à Boeing.
Aujourd’hui, les deux unités d’usinage et
d’assemblage emploient 150 personnes
et se préparent à monter en puissance.
En effet, Boeing annonce la construction de
7 à 10 avions par mois comprenant chacun
7000 connecteurs de tous types. ■
Jean-Yves Catherin
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M I C R O - C O N N E C T E U R S
Interplex Soprec investit
dans les micro-connecteurs des cartes à puce
Interplex Soprec choisit l’ouverture et la diversification vers l’industrie de la carte à puce.
Un domaine d’activité qui nécessite de hautes technologies et de solides compétences
en matière de microtechniques.
L’usine de Vorey sur Arzon (43) produit actuellement de 1 à 2 millions de circuits par mois. Source : Interplex Soprec
Comment survivre dans un contexte
économique difficile ? Surtout lorsqu’on
a compris que l’ogre indo-chinois ne
fait que poser ses premières banderilles
dans l’économie mondiale. A cette question qui devient aujourd’hui LA question,
Christian Millet, président d’Interplex
Soprec, apporte deux réponses majeures. D’une part en rachetant un de ses
fournisseurs (CIV), d’autre part en "localisant" une société sœur en Hongrie pour
Pièces découpées-embouties-soudées constitutives
du boitier des téléphones portables.
satisfaire sur place un client plasturgiste. société CIV basée à Vorey sur Arzon (43).
Portrait d’une entreprise qui avance…
Cette entreprise dont l’activité historique
était la fabrication de circuits imprimés,
Intégrer le traitement de surface s’était, à partir de 2004, et avec l’appui
d’Interplex Soprec,diversifiée dans le domaine
en interne…
du traitement de surface en continu. Apres
cette diversification réussie, la société s’est
Interplex Soprec fait partie du groupe amé- appuyée sur la synergie des technologies
ricain Interplex Industries et emploie 70 pour se positionner dans le domaine de la
personnes à Dannemarie sur Crête (25). carte à puce en développant le procédé de
Implantée dans le métier du découpage fabrication des micro-connecteurs (la petite
surmoulage de pièces métalliques en continu pastille dorée des cartes bancaires).
(95% pour l’automobile), la société intègre En 2006, dans le domaine du circuit
pratiquement toutes les étapes de fabrica- imprimé une forte concurrence asiatique
tion, à l’exception du traitement de surface catalysée par la dépréciation du dollar a
jusqu’alors entièrement sous-traité. Une par- conduit l’entreprise à une situation de
tie de cette sous-traitance était confiée à la redressement judiciaire.
Une société sœur "localisée" en Hongrie
Interplex Soprec exerce dans le domaine de
la mécanique de précision et plus spécifiquement
dans le découpage-pliage-emboutissage.
Un client plasturgiste implanté en Hongrie
qui n’avait pas de découpeur a fortement
encouragé Interplex Soprec à s’implanter
localement. Si bien qu’une société sœur a
été créée et a démarré en janvier 2006. Elle
équipe aujourd’hui non seulement ce client,
mais également de nombreux autres qui ont
fait le choix (ou qui ont été contraints) de
relocaliser dans les pays de l’Est. C’est par
exemple le cas de Nokia, qui revient d’Asie
et se réimplante en Hongrie et en Roumanie
après s’être aperçu qu’en Chine les téléphones haut de gamme peuvent être copiés
très rapidement. Autre raison majeure, le
marché de la découpe progresse de 15%
dans les pays de l’Est alors qu’il baisse
globalement en France. "Tous les outillages
de Hongrie sont réalisés en France et l’entité
hongroise ne vient pas prendre des marchés en
France. En tant que fervent européen, j’estime
même que l’Europe de l’Est est notre meilleure
barrière contre les asiatiques".
suite page 27
25
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Interplex Microtech se positionne dans le domaine de la carte à puces en développant le procédé de fabrication des micro-connecteurs. Source : Interplex Microtech
C’est alors que le groupe Interplex
Industries qui maîtrise des technologies
similaires a donné carte blanche à Interplex
Soprec pour racheter (21 décembre 2007)
les activités en développement avec la
reprise de 28 salariés. Cette nouvelle
société est baptisée Interplex Microtech.
"En plus de leur production propre, nous
étions intéressés par la possibilité de réaliser
chez eux la dorure de nos bandes qui représente un volume d’achat important, puisque
nous sommes passés de 0% pièces dorées
en 1995 à environ 25% sur les nouveaux
projets. Progression due au fait que le niveau
de qualité requis par le secteur automobile
augmente avec la généralisation de l’électronique embarquée qui nécessite l’utilisation
d’une connectique ultra performante, revêtue
d’or sur les zones fonctionnelles".
Interplex Soprec : découpage,
surmoulage et contactage
Créée en 1971, la société Soprec a
intégré en 1990 le groupe américain
Interplex Industries (3000 personnes,
chiffre d'affaires de 205 millions d'euros).
Aujourd'hui, Interplex Soprec emploie
65 personnes pour un chiffre d'affaire de
13 millions d'euros. Elle exerce dans le
domaine de la mécanique de précision et
plus spécifiquement dans le découpagepliage-emboutissage (24 presses allant
de 15 à 160 tonnes), le surmoulage par
injection plastique en continu (5 chaînes
de production entièrement automatisées)
et le contactage en automatique (pièces
contactées à destination de l'industrie
automobile et électronique).
… et se diversifier
sur les micro connecteurs
tairement sur ces technologies à haute valeur
ajoutée qui exigent du génie microtechnique
incluant des connaissances mécaniques, mais
aussi des connaissances en chimie (électrolyse
"En plus de leur production propre !" Car et polymères) et en électronique". Le marché
dans le commentaire de Christian Millet, mondial porte sur environ 4 milliards de
au-delà de la dorure, c’est bien les micro- circuits par an et il grossit chaque année
connexions qui constituent l’intérêt majeur de 20 à 30 %.
du rachat de CIV. "Le marché du découpage L’usine de Vorey produit actuellement de
est mature, sans progression, il baisse même 1 à 2 millions de circuits par mois et le
globalement en France, alors que celui de la but est d’arriver à 30 millions d’unités
carte à puce (un leadership essentiellement mensuelles d’ici 2 à 3 ans avec un invesfrançais !) progresse de 20% par an". On tissement de l’ordre de 3 millions d’euros
se souvient en effet de la fusion, fin 2005 en 3 ans. "Le marché des cartes à puce est
d'Axalto et de Gemplus, qui ont créé un marché de gros volume, pour être crédible,
Gemalto, nouveau leader mondial de la il faut être solide et avoir de la capacité. Avec
sécurité numérique.
près de 3000 personnes, le groupe Interplex
Si les cartes bancaires et cartes SIM assure cette crédibilité technique et financière
constituent 90% de la demande, les mar- et Microtech a tout pour réussir ce pari de la
chés naissants de la sécurité, des systèmes diversification".
d’accès et de l’identification exigent des
fonctions encore plus riches en termes de
Une technologie empruntée
technologies que ceux de la simple idenà la microlithographie
tification. "Nous nous positionnerons majori-
Les circuits sont livrés aux clients
en bandes perforés. Source : Interplex Soprec
Les micro connecteurs sont livrés aux
clients en bandes perforées au format
super 8 (comme les films 35 mm !) avec un
pas d’entraînement latéral matérialisé par
des trous carrés au pas de 4,75 mm. Sur un
substrat isolant de faible épaisseur revêtu
de cuivre, Microtech réalise des opérations
de micro-lithographie pour obtenir des
micro connexions aux pas de 150 µm. Ces
pièces seront ensuite revêtues d’or pour
conférer à leurs surfaces des propriétés
d’anticorrosion et d’aptitude aux soudures
par bonding nécessaire à l’assemblage des
puces. ■
Jean-Yves Catherin
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N A N O M É T R O L O G I E
Le LNE en quête d’une expertise nationale
en nanométrologie dimensionnelle
Les nanosciences et les nanotechnologies constituent un secteur stratégique de recherche extrêmement
compétitif, en croissance rapide, avec un potentiel de développement économique considérable.
Le LNE, en collaboration avec l'ENSAM, travaille sur le développement d'outils de référence
en métrologie dimensionnelle traçables à l’étalon national de longueur.
L’équipement Nanométrologie 300 mm développé par le LNE pèse près de 2 tonnes. Source : Olivier Moritz
Dans l’édition 2007 du programme
PNANO,l’Agence Nationale de la Recherche
a installé une thématique "Instrumentation
et Métrologie". Ce domaine est manifestement un facteur clé pour le développement
des nanosciences et des nanotechnologies.
Le LNE affirme que, ces dix dernières années,
7% des documents publiés sur les nanotechnologies ont concerné la métrologie.
A l’instar de la plupart des grands LNMs
(Laboratoires Nationaux de Métrologie), les
travaux en nanométrologie ont commencé
à la fin des années 90. Selon Sébastien
Ducourtieux, les objectifs du LNE étaient
en 2000-2001, "de développer les moyens de
mesure dimensionnelle de référence capables
de répondre aux principaux besoins industriels (actuels et à venir), notamment dans le
domaine des nanotechnologies, pour le raccordement d’étalons ou d’objets spécifiques, pour
le développement des futures normes et des
étalons, pour le conseil et le transfert vers le
milieu industriel".
L’équipement 300 mm
d’ultra haute précision
En 2001, le lancement du projet nanométrologie se donne pour mission de développer une nouvelle machine à mesurer
d’ultra haute précision afin de répondre
initialement aux besoins de l’industrie de la
microélectronique et surtout de concevoir
un système pouvant être décliné pour
les besoins futurs de métrologie dimensionnelle. Cette machine à mesurer dite
"équipement 300 mm" est constituée d’un
générateur de déplacements capable de
positionner un échantillon dans l’espace
sous un capteur interchangeable (palpeur
mécanique, palpeur optique, interféromètre, AFM…). D’un volume de 4 m3 pour
une masse de 2 tonnes d’acier, d’invar et
d’aluminium, cette machine est constituée
d’environ 5000 pièces et l’ensemble du
dispositif est traçable à l’étalon national
de longueur. Les déplacements disponibles
sont de 300 mm en xy et de 50 µm en z.
Les incertitudes recherchées sont de 10 nm
(xy) et quelques nm (z) pour un déplacement de 10 mm, et 30 nm (xy) et 10 nm (z)
pour un déplacement de 300 mm.
Les déplacements "grossiers" (millimétriques) sont générés par une table
commerciale motorisée (Aerotech) et
les déplacements "fins" (sub-micrométrique) par un hexapode à actionneurs
piézoélectriques (Physik Instrument).
La mesure de position xy est assurée
par huit interféromètres Renishaw dont
quatre pour la mesure de position xy et
quatre pour la compensation temps réel
des variations d'indice de l'air. Quatre
codeurs 2D Heidenhain apportent une
redondance sur la mesure xy et mesurent la rotation Rz.
Quatre capteurs capacitifs Fogale Nanotech
sont nécessaires pour la mesure de position suivant z et les rotations Rx et Ry.
Concernant l’étalonnage de la machine, le
calcul de la compensation des variations
d’indice de l’air, l’évaluation de la rectitude
des miroirs et du défaut d’orthogonalité
en xy ont été réalisés. Pour l’étalonnage
suivant l’axe z, des procédures innovantes
sont en cours de développement.
"Courant 2008, un bilan sera effectué sur
les performances atteintes sur les axes xy. Le
développement des premières applications se
fera sur l'étalonnage de règles et l'étalonnage de
suite page 31
codeurs 2D (type Heidenhain)".
29
:FJ>E:B:CI9:A6K6<:
:fjêZbZciYZaVkV\ZVjmhdakVcih
EZgX]adgi]nacZ
6>>>
6aXddabdY^[^
:fjêZbZciYZaVkV\ZaZhh^k^Za
BVX]^cZXVW^cZ
BVX]^cZXVedi
BVX]^cZYZaVkV\Zbjai^"XjkZ
IjccZaYZaVkV\Z
:fjêZbZciYZcZiidnV\ZeVgXgnd\c^Z
:FJ>E:B:CI9:IG6>I:B:CI
9:H:;;AJ:CIH
8Zcig^[j\Vi^dcYZha^fj^YZh
8Zcig^[j\ZjhZVjidbVi^fjZ
8Zcig^[j\ZjhZbVcjZaaZ
:kVedgVi^dchdjhk^YZ
9h]jâV\Z
9^hiâaVi^dcYZhdakVcih
B^XgdajWg^[^XVi^dc
9dhV\Z
H^\ZhdX^Va/
&+;gjZYjBdja^c
7E''"K:GBDC96CH
'*&*%EDCI9:GD>9:
Ia# ((%(-&,&%.&%
;Vm ((%(-&,&%.&&
XdciVXi@ZXdWdbZ"^cYjhig^Z#[g
lll#ZXdWdbZ"^cYjhig^Z#[g
IJK-Baumann - 25150 Pont de Roide
N A N O M É T R O L O G I E
Image AFM d'un réseau étalon unidimensionnel
(distance entre trait : 350 nm). Source : LNE
Pour l'axe z, le LNE espère transférer très
prochainement l'instrumentation nécessaire
pour l'étalonnage des références de planéité
sur la machine.
Image AFM des motifs constitutifs d'un réseau
de mesure d'un codeur de chez Heidenhain
(distance entre pavé : 8 µm). Source : Heidenhain
Plusieurs AFM métrologiques ont été développés dans le monde (PTB en Allemagne,
METAS en Suisse, NPL au Royaume-Uni,
NMIJ au Japon, NIST aux Etats-Unis…)
selon deux voies de conception : soit par
Le Microscope à Force Atomique modification d’un AFM commercial avec
ajout de capteurs de déplacement étaMétrologique du LNE
lonnés, soit au travers du développement
intégral de l’instrument. Le LNE a choisi
Le second élément de l’activité en nano- cette seconde voie (comme le Japon et les
métrologie du LNE est le microscope à Etats-Unis) pour arriver à un compromis
force atomique métrologique (AFM), ins- qui optimise l’instrument d’un point de vue
trument qui a été retenu pour étalonner métrologique. Le cahier des charges qu’en
des réseaux périodiques. Benoît Poyet, a tiré le LNE est de développer un AFM
doctorant au LNE, explique que "l’AFM petite course avec une capacité de déplamétrologique idéal serait constitué d’une cement de 100 µm pour les axes xy et 10
pointe AFM dont l’extrémité serait repérée par µm pour l’axe z, avec une incertitude sur la
des capteurs étalonnés, mais cette solution mesure de position relative de la pointe par
est techniquement irréalisable aujourd’hui. rapport à l’échantillon d’environ 1 nm.
Tout le travail de conception consiste alors Le budget d’incertitude prévisionnel a
à trouver des solutions pour minimiser les permis d’orienter les choix de concepdégradations sur le résultat du mesurage liées tion en fonction des paramètres les plus
à l’éloignement des capteurs par rapport à dégradants sur les résultats de mesurage.
cette configuration idéale".
S’il ne fallait retenir parmi ceux-là que
Image AFM d'une partie d'un étalon XY commercial
(distance entre trait : 350 nm). Source : LNE
la dilatation thermique des matériaux,
notons que chaque cm d’aluminium se
dilate de 238 nm par degré. Face à l’exigence de 1 nm, on comprend que le choix
des matériaux soit très important. C’est
la raison pour laquelle le zérodur (dilatation de 0.5 nm par degré pour 1 cm
de matériaux) a été sélectionné pour
matérialiser la chaîne métrologique de
l’instrument.
Aujourd’hui, l’état d’avancement est tel
que les concepts de métrologie ont été
appliqués afin de définir la géométrie de
l’instrument (développement CAO de la
chaîne métrologique et structurelle de
l’AFM et développement d’une platine de
translation à deux axes). "Il nous reste à
développer l’étage de translation z à lames
flexibles, à fabriquer l’instrument, à intégrer
les capteurs, à réaliser les asservissements et
le pilotage, à étalonner l’AFM et à dresser le
bilan d’incertitude… Tout cela d’ici 2 ans !"
■
Jean-Yves Catherin
Images CAO
du Microscope AFM
du LNE.
Source : LNE
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D E
S U R F A C E
L’InfiniteFocus
se joue de la profondeur de champ !
InfiniteFocus Alicona est un système optique de mesure de topographie 3D sans contact
dans le domaine micro et nano qui fournit toutes les fonctions de mesure dimensionnelle
d’analyse et de caractérisation des surfaces. Avec une résolution verticale jusqu’à 10 nm !
Le système de métrologie de surface optique InfiniteFocus fournit une combinaison InfiniteFocus permet de disposer de l’information topographique corrélée
des paramètres de surface et d’une image optique couleur associée.
à une image nette focalisée en tout point. Source : Alicona/Alprimage
Source : Alicona/Alprimage
"Tous les photographes qui ont essayé d’avoir
la même netteté sur le visage de leur femme et
sur le Parthénon en arrière-plan comprennent
cela…" Pour introduire son système de
topographie de surface InfiniteFocus, Pierre
Rolland, ingénieur Alicona-Alprimage, poursuit plus sérieusement : "Lorsqu’un échantillon présente une topographie supérieure à la
profondeur de champ, seule la partie de l’objet
qui est dans le plan focal est nette. Le système
acquiert une série d’images couleurs à différentes hauteurs entre les deux niveaux où l’image
est complètement défocalisée. Chaque image
contiendra des pixels plus ou moins focalisés
selon la hauteur à laquelle l’information a été
prise. Le logiciel traite la série de plusieurs centaines d’images pour déterminer pour chaque
pixel le maximum de focalisation. Il crée alors
deux informations complémentaires : l’image de
topographie de surface et l’image de microscopie
où chaque pixel est à son maximum de focalisation. La combinaison des deux informations
permet d’analyser les variations d’altitude dans
leur contexte visuel".
Pour analyser un échantillon, il suffit que
la surface présente une microrugosité de
surface de 10 nm. Sa capacité à mesurer des
pentes importantes (plus de 80 degrés) ou
des rugosités importantes avec une résolu-
tion verticale jusqu’à 10 nm (quel que soit
le contraste lumineux) en fait l’outil idéal
pour l’étude des matériaux homogènes ou
composites.
Parmi les applications potentielles, Pierre
Rolland cite la métallurgie (microtopographie
de surfaces de frottement, fractures, surfaces
sablées ou corrodées, tôles laminées, dépôt
par plasma), l’électronique (soudures, composants et contacts) et les composites d’une
manière générale.
Le meilleur du profilomètre
et le meilleur du MEB !
Christophe Vincent, ingénieur-docteur au
Laboratoire de Microanalyse des Surfaces de
l’ENSMM à FEMTO-ST, a fait une thèse portant sur la texturation de surface (rayures)
par usinage laser sur de la fonte à graphite
lamellaire en vue de diminuer les frottements en contact lubrifié. Pour caractériser
les surfaces obtenues, il a d’abord utilisé un
profilomètre-rugosimètre à pointe diamant.
Un petit logiciel permettait de construire
des images 3D à partir de l’acquisition de
plusieurs profils "avec cependant des soucis
sur la mesure des profils des texturations :
il m’arrivait parfois de mesurer l’angle du palpeur
et non l’angle réel de la texturation, sans jamais
savoir si j’allais au fond des stries". Quelques
essais sur un Microscope Electronique à
Balayage (MEB) donnèrent de bons résultats
pour visualiser la qualité de l’usinage, mais de
moins bons au niveau dimensionnel.
En 2005, lors du Congrès STIF2C à
Besançon, Christophe Vincent rencontre
Pierre Rolland qui présentait le système
InfiniteFocus Alicona, et lui donne un échantillon. "Au vu des résultats, j’avais à la fois la
vision claire de la qualité de l’usinage et les
mesures dimensionnelles, comme si l’appareil
me donnait le meilleur du MEB et le meilleur
du profilomètre". ■
Yann Clavel
Un système de mesure optique pour voir les rayures
obtenues par usinage laser sur de la fonte
à graphite lamellaire. Source : Femto-ST
33
D E
S U R F A C E
De la physique à l’industrie,
l’AFM se démocratise en super-profilomètre
Les interférométres optiques, les profilométres mécaniques et la microscopie AFM de Veeco permettent
de traquer l’hyper miniaturisation dans les domaines des semi-conducteurs, du stockage de masse,
de l’optique et des nanomatériaux. L’AFM, outil de physicien, descend dans l’atelier…
Une très bonne résolution latérale
Le microscope de sonde
de balayage Innova (SPM)
fournit le balayage
à haute résolution
et un éventail de fonctionnalité
pour l'examen médical,
les matériaux,
et les sciences de la vie.
Source : Veeco
La microscopie à forces atomiques (AFM)
permet de voir et de mesurer des objets
nanométriques. Lorsqu’on approche une
pointe d’une surface, très près l’un de
l’autre, il y a apparition de forces (la plus
connue étant la force de Van der Waals)
attractives pour des distances relativement
grandes (0,1 à 1 nm) et répulsives pour des
distances plus faibles. La microscopie AFM
est basée sur la détection de ces forces.
Dans cette technique, la pointe-sonde est
montée sur un microlevier qui doit avoir à
la fois une grande fréquence de résonance
et une faible raideur. Comme pour toutes
les autres microscopies en champ proche,
l'AFM admet deux modes de détection. La
détection à pression variable, où la pointe,
en contact avec l'objet, va suivre les aspérités de l'objet en faisant fléchir le microlevier. La détection à pression constante, où
la position du levier est asservie, par voie
électronique, sur une valeur de référence
correspondant généralement à une faible
pression de la pointe sur l'objet. Le signal
enregistré est alors la tension appliquée
sur la céramique piézo-électrique contrôlant la distance en z.
L’AFM, super-profilomètre
ou profilomètre nanométrique ?
La microscopie optique à balayage est très
utilisée dans l’industrie, mais limitée en
termes de résolution par la diffraction de
la lumière. Elle pourra au mieux distinguer
des objets distants de 400 à 500 nm. La
microscopie AFM est née dans les laboratoires de physique pour voir la matière au
niveau de l’atome, avec parfois des résolutions inférieures à l’Angstrom. Emmanuel
Paris, directeur commercial métrologie
de Veeco Instruments France note qu’au
niveau industriel, "les AFM se sont peu à
peu imposés grâce justement à leur résolution
latérale définie comme la capacité d’un outil
à différencier deux points en xy. Si l’Angstrom
est difficile d’accès, des résolutions de l’ordre
de 1 à 2 nm sont beaucoup plus aisées pour
des milieux industriels. Et même si l’on disait
hier que les AFM sont d’un usage complexe, on
note une tendance de plus en plus répandue à
les utiliser en tant que super-profilomètre ou
profilomètre nanométrique". ■
Yann Clavel
Ingrid Serre est chargée de recherche
CNRS au Laboratoire de métallurgie
physique et génie des matériaux de l’ENSAM qui utilise un profilomètre optique
(NT9300) et deux AFM (Multimode et
D3100) de Veeco. "Quand on déforme un
matériau mécaniquement, on crée en surface un relief qui peut provoquer une accélération des phénomènes d’endommagement.
Et parallèlement, on sait que 80% des pièces mécaniques cassent par fatigue et que
tous les phénomènes de fatigue démarrent
à partir de la surface des matériaux. C’est
pour ces raisons que nous travaillons sur
la caractérisation des surfaces et que nous
avons besoin de la bonne résolution latérale
des AFM. Si une marche de 1 nm se forme
sur le matériau, on peut la voir grâce à
l’AFM avec une résolution de 10-20 nm,
mais observer en même temps une zone de
400 x 400 µm en accolant plusieurs images
les unes à côté des autres".
La caractérisation de surface au Laboratoire
de métallurgie physique et génie des matériaux
de l’ENSAM. Source : Ingrid Serre
35
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des pièces,
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Focus Inspection
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Source : Metris
La cellule de mesure K-ROBOT est basée
sur un laser scanner digital à très haute
vitesse d’acquisition embarqué sur un
robot. Ce système utilise les moyens
conventionnels déjà existants type robot
(donc peu onéreux) de la ligne de fabrication. Il évite l’installation d’une machine
à mesurer, plus sensible (ambiance atelier
ou déportée) et nécessitant des spécialistes. Il accepte tous types de robots qui
sont très facilement interfaçables à l’aide
d’un kit d’intégration (logiciel Roboscan).
La précision de l’ensemble scanner et
robot est donnée par une caméra de
tracking extérieure qui suit le boîtier de la
caméra laser ou se trouvent des Leds. La
précision d’ensemble est de 100 µm.
Les performances obtenues avec le
K-ROBOT sont intéressantes en termes
de vitesse de scanning comparativement
à une application similaire sur MMT 3D
puisque le gain de temps est de 30 à 50%.
Le remplacement du robot se fait simplement en cas de maintenance car celuici, n’intervenant pas dans la chaîne de
mesure, peut être remplacé sans perte
de temps, de programmation ou de calibration. Le K-ROBOT utilise le scanner
MMD de dernière génération. Ce scanner
est le premier scanner Digital : il existe
en largeur 50, 100 et 200 mm suivant les
applications. La vitesse de scanning est de
80000 points par seconde avec une haute
densité de points. Une auto-adaptation
des paramètres est effectuée lors du scanning tous les 1/80e de seconde, permettant
de digitaliser des pièces de couleur, des
textures et réflexions variables sans intervention ni poudrage.
Les principaux domaines d’application se
trouvent dans le secteur automobile et
sa sous-traitance, pour le contrôle en
ligne de fabrication, sur robot ou dans le
secteur aéronautique, pour la digitalisation
des aubages de turbines, pour des pièces
de forme gauche... ■
IZO 3D : profession "artisan métrologue"
Machine à mesurer dans les locaux de Izo3d.
Source : Izo3d
La société IZO 3D, installée à Temis
Innovation (Besançon), est spécialisée dans
la mesure tridimensionnelle avec ou sans
contact. En plus des opérations de contrôle
de production, elle propose à ses clients
plusieurs types de prestations : création
de montages et de gabarits de contrôle,
prestations sur site client, programmation
off-line… Elle assure des formations au
tolérancement ISO et à la mesure 3D avec
l’objectif de former des métrologues, des
responsables projets ou des qualiticiens
à la lecture de plans et aux méthodes de
mesure 3D suivant les normes ISO. Pour
la création du tolérancement des produits,
IZO 3D s’inspire d’un système mis en place
par PSA que François Boisson, son directeur, résume en affirmant "qu’une mesure
correcte n’existe que si le tolérancement est
juste : notre démarche de métrologue est de
relever toutes les fonctionnalités d’un produit
et d’en déduire le tolérancement". IZO 3D est
équipée de trois MMT CN portiques avec
têtes motorisées / logiciel géométrique et
surfacique, d’une machine optique CN et
d’un bras de mesure 6 axes / manuel.
Récemment, Bourbon, un client fournisseur de pièces plastiques pour l’automobile a posé à IZO 3D un problème de
métrologie sur une façade de climatisation
pour un tableau de bord automobile. Il
fallait en effet trouver une méthodologie
pour mesurer une côte de 0,6 mm dans
un endroit difficile d’accès et cette mesure
devait être répétée 23 fois sur la pièce.
"Il a fallu loger avec précision un palpeur de
0,3 mm de diamètre monté sur une tige de
0,2 mm. Le client est venu chez nous car nous
étions les seuls à chercher, puis à trouver une
solution à leur problème". ■
37
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