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Les tendances de l'électronique des années 2010-2015

Alain Dessureault, MBA
CIMEQ
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Ce n'est pas un secret pour personne, la vitesse de développement en électronique va très vite et nous devons savoir bénéficier de ces nouvelles technologies. Que nous réservent l'électronique pour les prochaines années. En 1965 Gordon Moore, cofondateur d'Intel prédisait que le nombre de transistors doublerait aux 2 ans dans les processeurs1 . 40 ans plus tard sa prédiction s'avère toujours exacte.

Source : Intel, Loi de MooreSource : Intel, Loi de Moore

Les processeurs ne cessent d'augmenter leur vitesse de traitement. Intel vient de commercialiser ses Duo-Core2 et déjà son Quad-Core est disponible. Jusqu'à tout récemment les processeurs était composés d'un seul c¿ur (core), c'est-à-dire d'une seule unité de calcul avec un seul traitement à la fois. Le duo-core tant qu'à lui possède 2 unités de calcul et peu donc traiter 2 fonctions en parallèle. IBM a été le premier à commercialiser le processeur à 2 c¿urs en 2001, appelé le Power 4 ce processeur possédait 174 millions de transistors. Intel a introduit à la fin de 2006 son tout nouveau Quad-Core, un nouveau processeur contenant quatre c¿urs. Ce processeur contient 2 duo-core avec une vitesse de 2,40 Ghz. Afin de tirer profit de ces nouvelles capacités de traitement il faut adapter les logiciels d'applications. Point intéressant les systèmes d'exploitation comme Windows XP sont déjà conçu pour les processeurs à 2 c¿urs.

Intel Quad-Core

Il est toujours intéressant de connaître les nouvelles technologies qui sont en émergences. Le tableau suivant présente quelques technologies qui joueront un rôle important au court des prochaines années. La grande majorité des industries seront touchées et devront maitriser l'utilisation de chacune de ces innovations. L'industrie de la construction, entre autre les entreprises en CVAC, commencent déjà à voir ses technologies de plus en plus présentes dans les immeubles.

 


Source : CIMEQ Roadmap des technologies 2006-2015

 

MEMS

Les MEMS (MicroElectroMechanical System ) en français microsystème électromécanique3 sont des système intégrant sur une seule puce, à l'échelle micrométrique, des composants mécaniques et électroniques qui servent à remplir une fonction déterminée. Les nanotechnologies permettent d'ajouter une couche de micromécanique aux puces électroniques dans ce monde des MEMS. Des microsystèmes électromécaniques sont utilisés, par exemple, dans le domaine de la commutation optique. Des micromiroirs, disposés sur une grille à la surface d'une puce et orientés par des dispositifs électromécaniques, réfléchissent les signaux lumineux dans de nouvelles directions. Dans le domaine CVAC des sondes de pressions emploient ce type de technologie. Les premières MEMS ont été développées en 1970 et les débuts de commercialisation en 1990. Au Québec, Dalsa une entreprise manufacturière à Bromont était jusqu'à récemment la plus grande usine de MEMS au monde.
Source : Dalsa MEMS

Il existe deux type de MEMS;

  1. les microsenseurs comme les MEMS de température, de biométrie, de chimie, d'optique, de pression.
  2. les microactuateurs comme les MEMS avec engrenage, avec pompe, moteur, cellulaire en radio fréquence.

Des microsystèmes électromécaniques sont utilisés, par exemple, dans le domaine de la commutation optique. Des micromiroirs, disposés sur une grille à la surface d'une puce et orientés par des dispositifs électromécaniques, réfléchissent les signaux lumineux dans de nouvelles directions.


Source : www.memsnet.org
MEMS microengrenage
 



Source : www.memsnet.org
MEMS micromiroir pour l'optique

TEXTILE INTELLIGENT

Le terme de « textiles intelligents » comprend les textiles employant des matériaux de changement de phases, des textiles avec de l'électronique en sont qu'à leurs débuts. À l'origine, la recherche était motivée par la nécessité de protéger les personnes qui travaillent dans des conditions extrêmes, comme les militaires ou les astronautes dans l'espace. Le textile intelligent qui incorpore dans sa fabrication des composantes électriques deviendra numérique et pourra échanger avec son environnement externe. Beaucoup de ces premières avancées ont eu lieu aux États-Unis, mais aujourd'hui des chercheurs du monde entier contribuent à l'innovation en employant les nouvelles technologies pour développer des tissus qui peuvent capter les changements du milieu environnant et y réagir. À l'hôpital par exemple, des vêtements intelligents peuvent donner de l'autonomie aux patients en surveillant sans fil leurs données vitales. Pour les pompiers, les tenues de protection peuvent transmettre des données sur les températures et la fumée. Pour les frigoristes, des vêtements muni de sonde l'avertissant de la présence de différents gaz toxiques, qui se ressert lorsqu'ils entrent dans une chambre froide pour garder sa température corporelle, qui crée des ouvertures pour mieux se ventiler dans une pièce chaude.

Selon l'étude Venture Development Corporation 2004, « Le plus important marché est l'industrie de l'automobile ». L'industrie automobile incorpore de plus en plus les nouvelles technologies des textiles intelligents :

  • Capteurs d'occupation des sièges
  • Fonction de chauffage ou climatisation
  • Ceintures de sécurité intelligentes

Un exemple de textile électronique, un clavier d'ordinateur en tissus muni d'un émetteur Bluetooth4.


Source : www.elektex.com

Source: www.elektex.com , Touch pad

CODE SOURCE LIBRE (OPEN SOURCE)5

Code source de programmation que l'on rend disponible gratuitement pour qu'il puisse être modifié et redistribué, dans un contexte de développement communautaire. L'accès du code source à un plus grand nombre de programmeurs peut permettre une évolution de celui-ci. C'est des milliers de programmeurs qui peuvent contribuer au développement d'un logiciel. Il est apparut un grand nombre d'applications libre au court des 5 à 10 dernières années, le plus connu Linux un système d'exploitation à carrément tassé Windows de Microsoft dans certains secteurs.

Des exemples de source libre :

  • BACnet, protocole en bâtiment
  • Linux, système d'exploitation
  • Apache, serveur WEB
  • My SQL, base de données
  • Java, langages de programmation
  • Eclipse, outil de développement

COMMUNICATION SANS FIL

Au cours de la dernière année Montréal a connu une prolifération folle de l'implantation de réseaux WiFi. Peu importe l'endroit où vous situez, il y a toujours 2-4 réseaux WiFi vous permettant de vous collecter à un réseau avec ou sans frais. Actuellement il n'y pas de protocole de communication sans fil standardisé pour le bâtiment. Il semblerait que Zigbee un protocole de moins de 100m soit en discussion avec les gens de BACnet. Il faut prévoir très bientôt une directive en ce qui a trait au choix d'un protocole de courte portée dans le domaine l'automatisation du bâtiment.

RFID

La technologie RFID (Radio Frequency IDentification) ou identification par fréquence
radio fait partie des technologies d'identification automatique, au même titre
que les codes barre. Le but de ces technologies est de permettre l'identification d'objets ou d'individus par des machines. La technologie RFID a la particularité de fonctionner à distance, sur le principe suivant : un lecteur émet un signal radio et reçoit en retour les réponses des étiquettes ou tags. Il existe une variété presque infinie de systèmes RFID ; différents types de mémoire, différentes fréquences, différentes portées, différents types d'alimentation. Quatre types d'étiquettes sont possibles :

  • Classe 1, étiquette identification (normatif)

    o Passive
    o Identifiée comme code électronique de produits (EPC)
    o Étiquette avec code identificateur
    o Fonction KILL pour désactiver une étiquette
    o Option mot de passe
    o Option mémoire supplémentaire
     

  • Classe 2, étiquette de haute fonctionnalité

    o Comprend les caractéristiques de la classe 1
    o Étiquette avec code identificateur plus long
    o Capacité d'ajouter de la mémoire
    o Accès authentifié
     
  • Classe 3, étiquette semi-passive

    o Comprend les caractéristiques de la classe 2
    o Source de puissance intégrale
    o Circuit sensible intégré
     
  • Classe 4, étiquette active avec batterie

    o Comprend les caractéristiques de la classe 3
    o Communication étiquette à étiquette
    o Communication active
    o Capacité de communiquer ad hoc

PanGo Active RFID Tags® est le récepteur,
fonctionnant en Wifi et en RFID
Source : www.pango.com

 

Le transpondeur et l'antenne collés
sur un autocollant
Source : Texas Instruments


Encre digitale RFID

ÉNERGIE PORTABLE

La principale contrainte de presque tous les appareils électroniques portable est la source d'énergie. Le meilleur cellulaire ou le meilleur instrument de mesure perd tous ses raisons d'être s'il ne peut fonctionner dû à un manque puissance.

MICROPILE HYDROGÈNE (PORTABLE FUEL CELL)

En France, les travaux ont progressés sérieusement sur la technologie des micropiles à combustible à hydrogène en vue de leur intégration dans les téléphones portables. En pratique, seuls quelques centimètres carrés d'électrodes micro-usinées en silicium formant un c¿ur de pile plate suffisent ainsi pour fournir une puissance de 2 W en continu avec de l'hydrogène comme combustible. Mais, bien sûr, il est hors de question de stocker de l'hydrogène gazeux ou liquide sous une pression de 600 bars (8 700 psi) dans un radiotéléphone. Les chercheurs ont décidé de faire générer l'hydrogène nécessaire par réaction chimique de l'eau sur du borohydrure de sodium. Les cartouches prototypes se composent ainsi de deux parties : un réservoir d'eau et une enceinte contenant de l'hydrure. L'entreprise Manhattan Scientifics a conçu un système appelé le Power HolsterTM fonctionnant lui aussi grâce à une cartouche de borohydrure de sodium NaBH4.

Casio prévoit la mise en marché d'une micropile pour ordinateur au court de l'année 2007. Cette pile de la même grandeur qu'une batterie lithium ion, possède 4 fois la capacité d'une batterie conventionnelle et dure entre 8-16 heures pour un ordinateur portable.


Micropile hydrogène pour ordinateur
Source : www.world.casio.com
 

Chargeur de pile hydrogène
Source : www.voller-energy.com
 
 

Surveillance intelligente

Des logiciels très spécialisés permettent à partir d'image numérique prise par des caméras d'identifier des mouvements, des situations non habituelles. Il y a plusieurs applications des images en vidéo de surveillance intelligente.

  • Détection des cibles en mouvement
  • Détection d'objets abandonnés
  • Suivi de personne (tracking)
  • Comptage des personnes
  • Détection des personnes par infrarouge

La fonction de détection intelligente des objets mise au point permet de détecter des objets abandonnés et d'envoyer ces informations à la salle de contrôle. La fonction de détection intelligente de mouvement permet d'identifier tout déplacement d'objets tout en ignorant les bruits parasites tels le bruit du vent dans les arbres, les fontaines, les ondulations de l'eau. Cette technologie repose sur l'analyse des mouvements par comparaison des dernières images capturées.


Suivi de personne

Détection des cibles
en mouvement

Comptage des personnes


Notes

1 www.intel.com loi de Moore

2 Duo-Core et Quad-Core marque de commerce de Intel pour désigner ses processeurs à double et quadruple c¿urs.

3 Le grand dictionnaire des terminologique du Québec

4 Bleutooth est une marque de commerce d'un émetteur sans fil d'une portée max 100m

5 Le grand dictionnaire du Québec