Utilisateur:Bmathmann/Brouillon

Un des avantages de cette technologie est la possibilité de créer des capteurs passifs et sans fil.

Ils utilisent pour la plupart le même principe : la modification de la vitesse de propagation des ondes acoustiques de surface par la grandeur physique que l'on veut mesurer. La vitesse de propagation des ondes à la surface du substrat dépend de la nature de celui-ci et leur longueur d’onde est fixée par la géométrie des IDT. Leur fréquence est alors donnée par la formule : $f={\frac {v}{\lambda }}$

avec :

• $f$ la fréquence de résonance du dispositif à onde acoustiques de surface
• $v$ la vitesse de propagation de l’onde sur le substrat piézoélectrique
• $\lambda$ la longueur d'onde

Ces capteurs peuvent servir entre autres à mesurer la pression, la température ou encore la concentration de certains gaz.

Gyroscope

Les gyroscopes à ondes acoustiques de surface reposent sur la force de Coriolis. Une des piste explorée pour ces gyroscopes est celle des ondes stationnaires. Des électrodes en peignes inter-digités vont émettre des ondes progressives de même direction mais de sens opposé ce qui va donner naissance à une onde stationnaire. On va alors placer au niveau des ventres de cette onde une série de plot métallique. Ces plots vont jouer le rôle de la masse en vibration des gyroscopes MEMS classiques. L'avantage étant que la masse étant divisée en plusieurs plot collés au matériau piézoélectrique elle ne peut pas se briser. Le dispositif est donc de ce point de vue plus robuste.

Les plots métalliques au niveau des ventres vibrent perpendiculairement à la surface. Ainsi, lorsque le système subit une rotation selon l’axe de propagation des ondes, les plots se mettent aussi à osciller parallèlement à la surface ce qui crée une nouvelle onde acoustique de surface se propageant perpendiculairement à l’onde stationnaire. La première idée pour récupérer l’information contenue dans cette onde est d’utiliser une autre électrode inter-digité affin de capter l'onde.

Cependant cette solution n’offre pas des résultats satisfaisant, la puissance récupérée par les électrodes inter-digités étant trop faible. La solution consiste donc à faire interagir l’onde acoustique de surface générée par la force de Coriolis avec une autre onde acoustique de surface. En effet, l’onde générée par la force de Coriolis va modifier la vitesse de propagation des autres ondes sur le substrat. Ainsi, en utilisant deux systèmes d’électrodes inter-digités, l’un soumis à l’effet des ondes de Coriolis et l’autre non, on peut mesurer le décalage en fréquence ou le déphasage induit par les ondes de Coriolis. Le second système d’électrodes inter-digités permet de s’affranchir de l’influence de la température, de la pression etc.

D’autres gyroscopes à ondes acoustiques de surface ont été développés en utilisant des ondes de Rayleigh progressives plutôt que stationnaires. En effet, la force de Coriolis en agissant sur les plots va modifier la fréquence de l’onde incidente ce que l’on va pouvoir détecter avec une seconde électrode inter-digité. Cette solution offre une sensibilité moindre que celle se basant sur les ondes stationnaires mais est plus compacte et est une voie de développement intéressante des gyroscopes à ondes acoustiques de surface.

Affin de développer plus avant les capacités de ces gyroscopes, il a été étudié la possibilité de créer des gyroscopes capables de détecter des rotation selon plusieurs axes. On peut pour cela utiliser d’autres ondes de surfaces que les ondes de Rayleigh tel que les ondes SH (Shear-Horizontal), ou de Lamb qui ne vont plus faire vibrer les plots métalliques verticalement mais horizontalement. Une autre option est d’utiliser des ondes acoustiques de volume.

Lorsque le support solide de l'onde est surmonté par un fluide, il s'opère alors un couplage entre les deux milieux, ouvrant la porte à des applications biologiques, microfluidiques telles que les laboratoires sur puce. En effet les ondes acoustiques de surface sont utilisées dans le cadre de la microfluidique à goutte pour mélanger, chauffer et déplacer des micro gouttes. Une application plus commune est un type d'écran tactile, en effet un doigt peut être considéré comme un fluide. On peut alors détecter la position de celui-ci sur une surface balayée par des ondes élastiques de surface.

Les propriétés piézoélectriques de certains matériaux permettent de générer des ondes acoustiques à leur surface. La propagation de ces ondes est sensible à différentes grandeurs physiques telles que la pression ou la température que l'on peut alors mesurer. On peut également sensibiliser la surface pour la rendre sensible à la concentration de certains gaz ou aux champs magnétiques. Ce principe sert de base aux capteurs à ondes acoustique de surface.