Phénomène de Magnéto-Impédance Géante
Les capteurs à effet magnétique jouent un rôle essentiel dans la technologie moderne. Ils sont très largement utilisés dans la quasi-totalité des secteurs d'ingénierie et de l'industrie. Ces capteurs trouvent en effet leur place dans une vaste palette d'applications s'étendant de l'enregistrement magnétique à haute densité aux applications biomédicales en passant par les applications en automobiles et en contrôle non destructif, sans oublier les applications spatiales, militaires, de sécurité et de recherche scientifique...
Depuis quelques d'années, le développement d'une nouvelle catégorie de capteurs à effet magnétique est issu de la découverte récente d'un nouveau phénomène physique, la Magnéto-Impédance Géante (MIG), c'est-à-dire la modification importante de l'impédance d'un fil fin en matériau ferromagnétique amorphe lorsqu'il est soumis à un champ magnétique statique ou quasi-statique.
En effet, depuis sa découverte par Panina et Mohri en 1994 [Panina, 1994], l'effet de Magnéto- Impédance Géante (MIG) n'a cessé d'attirer l'intérêt de la communauté scientifique internationale. Il a été notamment démontré que les capteurs à MIG offrent plusieurs avantages par rapport aux capteurs conventionnels ; l'avantage décisif étant la sensibilité (typiquement 103 fois supérieure à celle des magnétorésistances). Cet avantage, associé à un coût peu élevé, à une faible consommation ainsi qu'au faible encombrement et à une grande flexibilité, laisse penser que ces dispositifs ont un avenir certain dans la réalisation de magnétomètres et de capteurs de grandeurs physiques (courant, position, etc...).
Le développement de ces capteurs à MIG repose sur une compréhension du phénomène physique, des propriétés des matériaux magnétiques utilisés et de leurs caractéristiques. La conception, le dimensionnement et l'optimisation de ces capteurs nécessitent une formulation globale du sujet en étudiant l'association des sources, des circuits et des systèmes de mesure magnétique par MIG pour concevoir et réaliser ces capteurs innovants.
Applications
La première application sur laquelle nous travaillons concerne les capteurs de courant. Le principe reste relativement simple : un courant produit un champ magnétique dont la mesure peut être effectuée par le détecteur à MIG. Parallèlement, le développement de capteurs de position (linéaire ou angulaire) originaux est en cours de reflexion.
Le champ d'applications potentielles de ces nouveaux capteurs est très vaste. Les capteurs à MIG pourraient aussi constituer une approche très originale de mesure dans les systèmes RMN bas champ. Dans le domaine de la biologie en générale, des capteurs à MIG ont déjà été mis en place pour des applications variées telles que la détection et le comptage de certaines molécules marquées magnétiquement.
De nombreux autres domaines d'application sont possibles : stockage magnétique à haute densité, capteur de contraintes, boussole électronique, surveillance et contrôle du trafic routier, contrôle non destructif (CND), ...
Dans ce vaste champ des applications, le fonctionnement est souvent optimisé pour obtenir la sensibilité maximale. Mais pour de nombreux capteurs de grandeurs physiques (courant, position,...), l'insensibilité aux perturbations extérieures est un paramètre de première importance, ce qui va conduire à une optimisation du fonctionnement assez éloignée du point de sensibilité maximale. L'objectif est d'optimiser globalement l'élément magnétique à l'intérieur du capteur.
Responsable
Jean-Paul YONNET
Aktham ASFOUR
Aktham ASFOUR