Des capteurs de pointe pour un monde connecté

Alors que le monde s’ouvre à la connectivité, à l’intelligence artificielle et à l’automatisation, le rôle des capteurs prend de plus en plus d’importance. Les capteurs assurent la mission critique qui consiste à collecter des informations de l’environnement et à les transformer en données exploitables dans pratiquement tous les domaines : des soins médicaux à l’agriculture, en passant par la fabrication, le secteur des communications, celui du bâtiment et des transports.

Toutefois, chaque application a besoin de capteurs pour fournir des données précieuses. Cela implique que les ingénieurs doivent sans cesse innover afin de concevoir des capteurs qui détectent plus précisément des conditions telles que la position, la vitesse, les vibrations et la pression, mais également la température, l’humidité et l’état des fluides. Et comme les fabricants intègrent de plus en plus de capteurs dans leurs appareils, ces derniers se doivent d’être de plus en plus petits, robustes et fiables.   

TE Connectivity conçoit des capteurs qui s’associent parfaitement à ses produits de connectivité, ce qui nous apporte une vision unique concernant les demandes en matière d’innovation dans les différents secteurs d’activité. Nous avons découvert une multitude de façons dont les capteurs peuvent améliorer notre quotidien, mais voici quelques-unes des applications les plus intéressantes. 

Pour se rendre compte de la façon dont les capteurs miniaturisés et très performants permettent des avancées dans le domaine de la technologie médicale, il suffit de regarder les millions de personnes qui portent des bracelets de suivi de la santé et d’activité à leur poignet. Cependant, certaines des plus grandes innovations se produisent dans des applications spécialisées comme les chirurgies mini-invasives.

Les capteurs sont indispensables pour fournir aux chirurgiens les informations dont ils ont besoin afin de travailler en toute sécurité à l’intérieur du corps d’un patient. Les capteurs de force peuvent indiquer précisément quand un outil de coupe entre en contact avec le tissu humain ; les capteurs de température permettent une protection des tissus avoisinants contre les effets nocifs des interventions au laser et les capteurs de pression assurent la surveillance des zones du corps particulièrement sensibles où les gaz jouent un rôle important durant la procédure.

La chirurgie de la cataracte, par exemple, nécessite une minuscule incision de la cornée pour retirer un cristallin opacifié. Pour éviter d’endommager l’œil, il est essentiel d’appliquer la bonne quantité de pression et cela requiert des capteurs qui fournissent des mesures extrêmement précises, dans un boîtier extrêmement compact. Les capteurs avancés d’aujourd’hui permettent de trouver le juste équilibre entre miniaturisation et haute performance nécessaire aux outils chirurgicaux mini-invasifs.

L’amélioration de la technologie des capteurs offre également de nouvelles possibilités pour effectuer les procédures et mesures médicales traditionnelles. Par exemple, la surveillance de la pression artérielle et du rythme cardiaque font partie intégrante des visites chez un médecin ou à l’hôpital, mais cela nécessite généralement l’intervention d’une infirmière pour réaliser ces mesures. Aujourd’hui, les capteurs à film piézoélectrique haute performance sont suffisamment sensibles pour enregistrer le pouls et la fréquence respiratoire d’un patient par simple contact. En intégrant ce type de films à une table d’examen ou une chaise de la salle d’attente, il est possible de surveiller automatiquement les constantes des patients dès leur arrivée au cabinet, améliorant ainsi l’expérience du patient tout en facilitant la collecte des données pour les professionnels de santé.

L’évolution vers des usines intelligentes met en lumière le rôle grandissant des capteurs et des données qu’ils recueillent. Depuis des décennies, les machines industrielles s’appuient sur des capteurs pour mesurer diverses variables de fonctionnement telles que la position et le couple, ainsi que les vibrations, la température et les propriétés des fluides. Cependant, pour éviter toute panne d’équipement il est nécessaire de procéder à une maintenance planifiée qui peut mettre hors service certaines machines importantes et ralentir par conséquent la production.

Pour les propriétaires d’usine, il est préférable de savoir exactement quand une machine a besoin d’être entretenue afin de maximiser le temps de fonctionnement. La maintenance préventive est désormais possible grâce à des systèmes de capteurs qui surveillent les performances des machines, détectent toute usure excessive ou tout risque de panne, et alertent les opérateurs.

Des variables telles que la température et les vibrations peuvent indiquer le stress potentiel subi par un équipement. Par exemple, en comparant les niveaux actuels aux tendances passées grâce aux données fournies par un capteur de température ou de vibration, une entreprise peut détecter quand une machine fonctionne en dehors de sa plage de sécurité. Pour effectuer cette analyse, il est possible d’utiliser des capteurs dotés de microprocesseurs intégrés qui permettent l’envoi automatique d’une alerte lorsque la maintenance doit être effectuée. Certains fabricants vont même plus loin en combinant ces capteurs avec une connexion filaire ou sans fil pour envoyer des données de performance vers le cloud, afin que l’apprentissage automatique ou l’intelligence artificielle puisse rechercher des opportunités supplémentaires pour optimiser le rendement du matériel. 

La plus grande promesse de la technologie des capteurs, et le plus grand défi à relever est peut-être le développement de véhicules entièrement automatisés. Les capteurs sont d’ores et déjà présents partout dans un véhicule moderne, même ceux qui ne sont pas visibles pour le conducteur. TE propose une gamme complète de capteurs pour surveiller les performances du moteur et de la batterie des véhicules électriques, des capteurs de propriétés d’huile pour les moteurs à combustion interne, des capteurs d’humidité pour les unités de climatisation, et bien d’autres pour presque tous les autres types de systèmes.

La plupart des constructeurs et des consommateurs souhaitent voir encore d’autres innovations leur permettant de disposer de capacités de conduite automatisée. La Society of Automotive Engineers a défini six niveaux d’autonomie pour les véhicules, allant du maintien de la trajectoire et du régulateur de vitesse adaptatif (niveau 1) à l’assistance au stationnement et à la prévention des collisions (niveau 2). Ces systèmes sont couramment utilisés aujourd’hui ; et ils reposent souvent sur des capteurs optiques pour détecter les collisions potentielles à basse vitesse ou pour garder les voitures sur leur trajectoire. Mais les exigences technologiques imposées aux véhicules entièrement autonomes (niveau 5) sont nettement plus élevées.

Pour fonctionner sans le contrôle d’un conducteur, un véhicule doit avoir une visibilité à 360 degrés afin de pouvoir détecter ce qui se passe autour de lui, interpréter la signification des signaux et calculer une action appropriée en tenant compte des conditions telles que la vitesse, les conditions météorologiques et les obstacles. Tout cela doit être réalisé en quelques millisecondes.

La technologie de base des capteurs pour ces systèmes est déjà disponible. Le véritable défi réside dans les capacités informatiques : comment pouvons-nous concevoir des véhicules suffisamment intelligents pour prendre en compte les données qu’ils reçoivent de leur environnement ? De plus, le comportement humain est un autre obstacle pour les véhicules autonomes, car il faudra beaucoup de temps pour que les conducteurs s’adaptent à l’idée de la conduite sans les mains ni les pieds, ou pour qu’ils se sentent suffisamment à l’aise pour s’endormir sur le siège du conducteur.

Pour ces raisons, nous pensons que les véhicules entièrement autonomes sont encore loin d’être une réalité. En attendant, TE s’engage à travailler avec les clients du secteur automobile sur leurs exigences en matière de capteurs, comme l’adaptation des capteurs optiques pour améliorer la vision nocturne, l’amélioration des composants des capteurs grâce à des capacités de traitement ou encore la combinaison de nos capteurs avec une connectivité de données à haut débit avec ou sans fil. En considérant les capteurs comme faisant partie d’une plateforme technologique et en cherchant constamment à améliorer ces systèmes, nous travaillons pour garantir que la technologie des capteurs et de la connectivité sera prête quand les capacités informatiques et la nature humaine auront adopté le monde des véhicules entièrement automatisés.