Débitmètre à base de transducteurs ultrasonores H/F (Technologies micro et nano)

Description de l'offre

Domaine : Technologies micro et nano

Contrat : Stage

Description du poste :

Le principe de la mesure de débit par ultrasons par différence de temps de transit est simple: deux sondes opposées dirigées l’une vers l’autre émettent et reçoivent des trains d’ondes ultrasonores. La mesure du temps de transit de ces ondes permet de déduire la vitesse du fluide ou du gaz. Les ondes ultrasonores sont générées grâce à une céramique piézoélectrique vibrant en mode d’épaisseur par application à ses bornes d’une tension. Le rendement acoustique de cette transduction est faible et nécessite une adaptation d’impédance, ce qui accroît la complexité et le coût du système. La miniaturisation est difficile et la mesure dans des espaces confinés, problématique.
Pour remédier à ces inconvénients, l’idée est de réaliser une matrice 2D de micro-membranes en silicium pouvant vibrer par actionnement capacitif (cMUT) ou piézoélectrique (pMUT), la vibration engendrant une onde sonore dans le milieu en contact avec la membrane. L’actionnement peut être soit capacitif, la membrane étant l’une des deux électrodes d’une capacité (on parle alors de cMUT pour capacitive micromachined ultrasonic transducer), soit piézoélectrique, un matériau piézorésistif, déposé sur la membrane, transforme la tension qui lui est appliquée en déplacement qui est communiqué à la membrane (pMUT). Cette technologie a de nombreux avantages sur les céramiques massives tels qu’un meilleur couplage acoustique, un coût faible grâce à une fabrication collective et une taille réduite, une plus grande flexibilité dans le design, la possibilité de mixer différentes fréquences, celle d’une intégration avec l’électronique ou d’autres fonctionnalités (mesure de pression, de température...)
En dépit de ces avantages, la technologie MUT n’est pas tant exploitée pour la mesure de flux. Des publications font état de développements pour la mesure de flux sanguin ou la régulation de flux d’air mais les applications commerciales restent confidentielles. L’objectif du stage est le développement d’un débitmètre à base de MUT pour la mesure du débit d’eau dans les compteurs domestiques en partenariat avec ITRON, société parmi les leaders mondiaux du domaine. Le système pourra intégrer d’autres fonctionnalités telle que la mesure de pression et de température.





Ville : Grenoble