Vulkam et les métaux amorphes
Vulkam dope la performance mécanique des matériaux par le thermomoulage de haute précision. Spin-off du laboratoire Science et ingénierie des matériaux et procédés (Simap) de Grenoble, la start-up produit des micropièces en métaux amorphes depuis 2017. Ces alliages sont caractérisés par une structure atomique désordonnée. Ils moulent des pièces complexes avec des propriétés mécaniques
deux fois supérieures à celles des métaux traditionnels. Le procédé se divise en deux étapes. Tout commence par la création de l’alliage primaire, composé du niobium, du zirconium, du nickel et d’autres éléments spécifiques à chaque application. Une première machine élève ces métaux à la température de fusion, les mélange et forme des petites billes. Une seconde machine, dédiée au thermomoulage de haute précision, opère intégralement sous vide secondaire pour minimiser les défauts dans la matière. Les billes, chauffées à environ 1 000 °C, sont injectées dans un moule métallique. La structure amorphe est obtenue par un refroidissement rapide, à une vitesse d’environ 100 °C par seconde, empêchant ainsi l’organisation atomique. D’une précision de plus ou moins 3 microns pour l’horlogerie par exemple, les pièces obtenues ont des propriétés mécaniques exceptionnelles en termes de résistance, de déformation, d’élasticité et de dureté, selon la start-up. En janvier, Vulkam a levé 34 millions d’euros pour passer à l’échelle industrielle.
SilMach et le micromoteur silicium
La dernière innovation de SilMach fait le pont entre l’horlogerie et des applications industrielles variées. Créée en 2003 et implantée au cœur du Technopole microtechnique et scientifique (Temis) à Besançon, la deeptech a développé le micromoteur PowerMEMS, qui détient le titre du cœur silicium le plus minuscule au monde. Ce micromoteur électrostatique utilise des peignes interdigités en silicium soumis à des impulsions de tension, provoquant leur écartement avant de revenir s’imbriquer. Ce mouvement de va-et-vient actionne une roue dentée en silicium, générant un mouvement de rotation pas à pas. L’ensemble ne mesure que 1 mm d’épaisseur pour une surface de 0,8 cm2.
La percée de SilMach réside dans la gravure sur silicium. Elle nécessite une précision extrême sur des épaisseurs importantes, avec une attention particulière au rapport d’aspect entre la profondeur du motif gravé et sa largeur sur des pièces en silicium relativement épaisses. Autre défi relevé par SilMach, le rapprochement de précision avec des problématiques au niveau des matériaux de nature différente, comme l’assemblage du silicium avec des pièces métalliques et des pièces plastiques. « Ce sont des enjeux de compatibilité de dilatation, d’endommagement et de tenue à l’abrasion », énumère la deeptech, qui a fait évoluer des machines existantes, mettant au point des logiciels de pilotage pour assembler des moteurs avec une précision à quelques microns près.
Wormsensing et le « microcœur » piézo
Wormsensing conçoit et fabrique des petits capteurs de vibration ultrasensibles. Cette start-up a été fondée en 2020 à l’issue de travaux de recherche au CEA-Leti à Grenoble. Pour son microcœur de capteur, elle utilise des matériaux piézoélectriques qui disposent d’une haute qualité cristalline. À la clé, « une grande efficacité de conversion d’une déformation en charges électriques, synonyme d’une grande sensibilité du capteur et un bruit intrinsèque extrêmement bas », selon Jean-Sébastien Moulet, le cofondateur et président de la start-up.
Pour produire les capteurs, Wormsensing a mis au point un processus de fabrication hybride, mêlant des techniques d’usinage conventionnelles et de microélectronique. Le processus, composé de deux étapes, produit des films piézo minces, d’une épaisseur de 10 microns seulement, découpés et assemblés avec des techniques de précision sur des substrats électroniques flexibles pour récupérer le signal. Le capteur mesure 5 cm de longueur et 3 cm de largeur. Il offre une plage de mesures de plusieurs centaines de kHz à 20 MHz. Il est utilisé dans divers domaines, allant de la validation de produits à la surveillance des machines. Il peut être installé sur les procédés de micro-usinage. Ce qui améliorerait les process en contrôlant avec précision les vibrations nuisibles à la fabrication des micropièces.
