Couverture ElectroniqueS n°127

La start-up américaine mise sur une technologie de diaphragme piézoélectrique originale pour fabriquer des microphones micro-usinés alliant une compacité, une robustesse et une fidélité sonore qu'elle juge supérieures à celles des modèles capacitifs classiques. L e marché des microphones Mems a ceci de spécifique que la plupart de ses acteurs se fournissent auprès d'une petite poignée de fabricants, Infineon en tête, dont les détecteurs utilisent tous le même principe : une membrane micro-usinée se déplace par rapport à une membrane fixe de référence, sous l'effet de la pression des ondes acoustiques, et induit des variations de capacité équivalentes transformées ensuite en signal électrique. Une jeune pousse américaine, Vesper, tente aujourd'hui de mettre un peu de variété dans ce secteur, à partir d'une technologie piézoélectrique originale et non dénuée d'avantages. Des microphones certifiés IP68 En guise d'élément sensible, Vesper a opté pour un diaphragme constitué d'éléments micro-usinés formant des structures souples en porte-à-faux. La pression acoustique passe au travers de ce diaphragme en le déformant, créant par effet piézoélectrique un signal électrique qui témoigne du niveau des fréquences sonores. Premier avantage de cette approche selon la jeune pousse : sa robustesse. La structure en diaphragme est en effet naturellement immunisée contre les effets des poussières, des vapeurs et de l'humidité qui, au contraire, ont tendance à se loger entre les membranes des microphones capacitifs, sauf à ajouter des couches protectrices et un packaging spécifique qui tendent à alourdir la facture et à étouffer le son. Vesper fournit ainsi des microphones Mems conformes à la norme IP68, un cas unique dans l'industrie selon l'américain. Une excellente répétabilité des caractéristiques Autre avantage des microphones piézoélectriques : la précision du signal obtenu. N'étant pas limité par l'excursion d'une membrane mobile par rapport à une autre membrane fixe, le diaphragme des capteurs de Vesper offrirait un rapport signal sur bruit plus élevé. En outre, cette technologie se distinguerait, selon son promoteur, par une meilleure répétabilité des performances, en partie due au matériau, le nitrure d'aluminium, choisi pour la réalisation du diaphragme : de quoi simplifier le calibrage individuel des microphones, notamment dans les systèmes, de plus en plus courants, employant plusieurs de ces composants. Intrinsèquement immunisés contre les poussières et les liquides, ces microphones sont parmi les rares modèles de l'industrie à être certifiés IP68. Pour l'heure, Vesper commercialise le VM1000, un microphone certifié IP68 (supportant donc une immersion à quinze mètres de profondeur durant sept jours) et supportant des températures extrêmes. Ce capteur affiche une sensibilité de - 38 dB, un rapport signal sur bruit de 64 dB, une distorsion harmonique totale inférieure à 0,1 % et un point de surcharge acoustique (à 10 % de distorsion) de 125 dB. Sa consommation typique est de 145 µA sous 1,6 V à 3,6 V, avec un taux de réjection d'alimentation de - 55 dB et une impédance de sortie de 200 O. Le VM1000 est encapsulé dans un boîtier miniature mesurant 3,76 x 2,65 x 0,96 mm. Vesper développe également le VM1010, un modèle à faible consommation ne requérant que 3µA en mode veille, mode typiquement utilisé pour réveiller le reste de l'appareil (smartphone ou autre) à la voix. « Il devient dès lors possible d'activer le système à partir de la seule énergie sonore récupérée par la structure piézoélectrique du microphone, donc sans avoir à tirer sur la batterie », estime Matt Crowley, CEO de Vesper. DES TRAVAUX UNIVERSITAIRES ET DES FINANCEMENTS PRESTIGIEUX > Basé à Boston, Vesper plonge ses racines dans des travaux menés par l'université du Michigan et des financements initiaux de la Nasa et des NIH (National Institutes of Health) et NSF (National Science Foundation) américains. La start-up a depuis récolté 15 millions de dollars auprès de plusieurs investisseurs, parmi lesquels le fournisseur de microphones Mems AAC Technologies et le fonds d'investissement Alexa d'Amazon. > À la tête de Vesper, on retrouve le CEO Matt Crowley, ex-fondateur de Sand 9, société spécialisée dans les Mems piézoélectriques rachetée par Analog Devices en 2015. Les deux autres cofondateurs de Vesper sont le CTO Bobby Littrell, à l'origine de la technologie employée par la société, et le CSO Karl Grosh, autre chercheur de l'université du Michigan.

Vesper met du piézoélectrique dans les microphones Mems

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