Un nouveau circuit électronique

Soit on considère que les montres à quartz – 99 % de la production mondiale en volume, moins de 50 % en valeur – n'ont aucun intérêt, ni aucun avenir, et on s'en désintéresse. Soit on admet que la filière électronique est loin d'avoir dit son dernier mot et qu'elle pourrait vivre encore quelques belles révolutions, qui impacteront forcément l'industrie horlogère.

Les montres à quartz, aujourd'hui dévalorisées et banalisées, restent tout de même l'objet nomade le plus tentant pour loger quelques complications additionnelles une fois qu'elles ont donné l'heure. Le principal écueil était jusqu'ici la double question de l'espace et de l'alimentation : peu de place dans une montre classique (moins que dans un téléphone portable ou un PDA) et des piles qui ne dépassent guère les sept ans de durée de vie, tout en posant d'insolubles dégâts à l'environnement et de gaves problèmes de recyclage.

Tout peu changer avec le nouveau circuit récemment présenté par les chercheurs du MIT américain : un circuit complet, sur une puce, qui ne consomme qu'un seul petit microwatt. De quoi relancer l'industrie de tous les objets nomades (téléphones mobiles, ordinateurs portables) et notamment les montres électroniques. Horizon de commercialisation selon les chercheurs du MIT : cinq bonnes années.

La vraie révolution électronique, c'est d'une part la vitesse d'exécution des tâches demandées, mais surtout la consommatio,, clé de toute vraie mobilité. Le temps des piles – écologiquement condamnées – est derrière nous. Place aux micro-dispositifs capables de fonctionner avec des micr-courants en puisant leur énergie dans leur environnement immédiat. On sait aujourd'hui réaliser de quoi fabriquer de l'électricité à partir de micro-panneaux solaires (quelques montres, dont celles de Casio en sont équipées), à partir de mouvements (quelques montres fonctionnent avec une technologie électro-mécanique, notamment les Seiko Kinetic), à partir de la chaleur du corps, des bruits ambiants ou des vibrations naturelles du corps (quelques cherheurs travaillent sur les pulsations des artères captées à travers la peau).
Ces recherches convergent vers un double objectif : réduire la taille des circuits et des capteurs utilisés (volume, mais aussi souplesse d'utilisation) et réduire leur consommation à presque rien.
A terme, l'intérêt est évident pour l'industrie horlogère, dont les standards électroniques n'ont guère évolué depuis vingt ans. Une mutation technologique se prépare, sans qu'on ait pour autant l'impression que les horlogers s'y préparent... Pourtant, que de changements si les piles venaient à disparaître (ce qui résoudrait la question du SAV périodique et de l'étanchéité) et si des circuits électroniques, capables de travailler de façon quasi-autonome (en puisant dans le soleil, la chaleur du corps, le mouvement du porteur, etc.), pouvaient animer de nouvelles fonctions.

La vague de high-tech qui déferle sur notre quotidien se métissera inévitablement, un jour ou l'autre, avec notre nostalgie micro-mécanique. On peut même imaginer, dans la haute horlogerie, des dispositifs annexes aux mécaniques traditionnelles, avec des circuits et des capteurs discrètement déportés dans le bracelet ou au dos de la montre…

L'explication scientifique à propos de ce nouveau circuit

Une équipe conjointe du MIT (Massachusetts Institute of Technology) et de Texas Instruments (TI) a fait sensation à la conférence ISSCC (International Solid State Circuits Conference), à San Francisco. Pourtant le circuit qu'ils présentaient, un microcontrôleur MSP430, est proposé par TI depuis plusieurs années et n'a rien de révolutionnaire, si ce n'est qu'il est déjà présenté par son fabricant comme le plus économe du genre. Ce circuit (une famille en fait) permet de commander toutes sortes de fonctions électroniques et est honorablement connu des ingénieurs et même des bricoleurs.
Il a servi de démonstrateur à l'équipe menée par Anantha Chandrakasan, du MIT, pour étudier la faisabilité d'une alimentation en très faible tension. Installé sur une puce, le microcontrôleur était alimenté par un transformateur (DC-DC, en courant continu) et 128 kilobits de mémoire, incorporés sur le même circuit.
Une partie du circuit a bien voulu fonctionner à 0,3 volt, alors que les meilleurs circuits descendent à 0,8 volt. A cette tension, en stand-by, le circuit ne consomme qu'un seul petit microwatt. Au magazine TG Daily, Joyce Kwong, étudiant au MIT (Department of Electrical Engineering and Computer Science, EECS), a confié que le circuit grimpait à environ 12 microwatts pendant l'exécution d'un programme et avec une alimentation à 0,5 volt. Globalement, la puissance consommée a été descendue d'un facteur dix par rapport au MSP430 de série.

Un nouveau paradigme pour les appareils mobiles
Pour parvenir à ce résultat, les ingénieurs ont entièrement redessiné le circuit. La difficulté est de le rendre moins sensible aux minuscules variations de courant, à l'effet bien plus important quand la tension est très faible. Au MIT, l'équipe d'Anantha Chandrakasan travaille sur ces questions depuis de nombreuses années. On n'en saura pas plus pour l'instant sur les techniques employées mais elles reposent sur les procédés actuels. Selon Chandrakasan, elles pourraient passer à l'échelle industrielle dans environ cinq ans.
La réduction de la consommation est un élément clé de l'évolution future de l'électronique, en particulier des matériels mobiles, des téléphones aux prothèses médicales, comme les simulateurs cardiaques. Elle amène un moindre échauffement et bien sûr une augmentation de l'autonomie des matériels autonomes. Chandrakasan affirme qu'elle pourrait être multipliée par dix.
Source : Futura Sciences