Les acteurs du pôle
   La Recherche

	Haut de page

I • CONTEXTE HISTORIQUE

	Haut de page

I - 1 Les technologies régionales
La Franche-Comté, berceau de l’horlogerie française est passée maître dans le domaine de la précision, de la miniaturisation et de l’intégration. Sa compétence séculaire en mécanique et en micromécanique, en fait une plaque tournante incontournable pour les microsystèmes et au-delà, pour l’intégration des systèmes en combinant mécanique, électronique, optique, acoustique, automatique, etc., dans un souci permanent de miniaturisation.

Les cinq grands domaines technologiques de l’économie franc-comtoise sont la (micro)mécanique, l’horlogerie, l’automobile, le traitement de surface et la plasturgie.

- La mécanique et la micromécanique, 1000 entreprises, 20000 salariés, 8ème région française,19 % de hausse du nombre d’emplois entre 1994 et 1999. Ce sont de petites entreprises souvent familiales et très diversifiées quant aux marchés, résistant relativement bien aux fluctuations économiques. Le pôle de compétitivité des microtechniques pourrait apporter un soutien en veille technologique à ces entreprises en les aidant à identifier des domaines émergents mais stratégiques pour l’industrie locale.

- L’horlogerie, 120 entreprises, 3300 salariés, 1ère région, 25 % de baisse (sur la même période). Il s’agit d’entreprises localisées à la frontière Suisse, dépendant partiellement du marché des montres de luxe. Comme pour la micromécanique, le pôle de compétitivité pourrait permettre d’identifier et d’expérimenter de nouvelles technologies pour ces entreprises.

- L’automobile, 61 entreprises, 28 000 salariés, 2ème région, 3 % de baisse sur la même période. Les microtechniques prennent une part croissante dans ce marché avec la multiplication des capteurs et systèmes automatiques dans les véhicules automobiles.

- Le traitement de surface, 120 entreprises, 2200 salariés, 3ème région, 18 % de hausse. Ce domaine important des microtechniques est en forte progression, et prend de plus en plus d’importance dans l’industrie locale.

- La plasturgie, 220 entreprises, 6900 salariés, 9ème région, 13 % de hausse. Ce domaine est intéressant à plusieurs titres : le plastique joue un rôle croissant en connectique et packaging. Associé aux autres technologies des microtechniques, il permet de réaliser des fonctions variées à particulièrement faible coût.

	Haut de page

I - 2 Un environnement technologique favorable
La Franche-Comté occupe une place centrale en Europe à proximité de la Suisse et de l’Allemagne avec lesquelles diverses collaborations dans le domaine des Microtechniques ont été menées dans le passé. De plus, sa proximité avec le Pôle Microélectronique de Rhône-Alpes lui permet d’envisager des échanges sur des domaines complémentaires. Un pôle important en physique avancée (en particulier en Nanosciences) existe à Dijon, et des laboratoires centrés sur les matériaux se sont développés à Troyes, Nancy, Strasbourg et Mulhouse. Cet environnement est tout-à-fait favorable pour un développement des Microtechniques en Franche-Comté.

Une démarche de structuration régionale est d’ailleurs en cours : il s’agit de la création du pôle Nanosciences Grand-Est , créé en 2004 par le ministère de la Recherche avec comme membres fondateurs Besançon, Nancy et Strasbourg.

	Haut de page

I - 3 Des laboratoires publics historiques et reconnus internationalement dans le domaine des Microtechniques
Du point de vue de la recherche publique, il existe en Franche-Comté depuis plusieurs décennies une concentration particulièrement remarquable de laboratoires publics du domaine des Sciences de l’Ingénieur, dont la plupart sont associés au CNRS et reconnus internationalement. La structuration de ces laboratoires sur le domaine des microtechniques a débuté dès le début des années 1990. Au début des années 1990, à la suite de l’émergence des technologies des « Microsystèmes » (ou « MEMS » aux Etats-Unis ou encore « Micromachines » au Japon), il a été décidé de créer l’Institut des Microtechniques de Franche-Comté (IMFC), fédérant 6 de ces laboratoires en sciences de l’ingénieur. La part de l’activité de ces laboratoires liée aux microtechniques a donc été gérée conjointement sous la houlette du Directeur de l’IMFC, avec la volonté d’explorer le domaine innovant des microtechniques basées sur les procédés de fabrication de la microélectronique. L’IMFC a fédéré ce secteur pendant 10 ans, en permettant la constitution d’une plateforme technologique commune d’envergure nationale et en suscitant des programmes de développement spécifiques.

Récemment, 5 des laboratoires fédérés par l’IMFC ont effectué un pas supplémentaire en fusionnant purement et simplement pour créer l’Institut FEMTO-ST, qui remplace donc l’IMFC à présent. Les laboratoires composant l’IMFC étaient les 6 unités de recherche suivantes :

> Le CREST (Centre de Recherche sur les Ecoulements Surfaces et Transferts), localisés sur les sites de Belfort et de Montbéliard, qui a des activités centrées sur les Matériaux pour les Microtechniques, les Nanosciences et les Capteurs, (notamment pour le domaine biomédical) ainsi que l’instrumentation et la caractérisation en fluidique et thermique

> Le LAB (Laboratoire d’Automatique de Besançon), situé sur le site de Besançon TEMIS, qui a des activités dans les domaines de la « Micro-robotique », et de la « Productique »

> Le LCEP (Laboratoire de Chronométrie, Electronique et Piézoélectricité), situé sur le site de Besançon TEMIS, qui a des activités, relevant du « Temps-Fréquence », historiquement issu de l’horlogerie

> Le LMARC (Laboratoire de Mécanique Appliquée Raymond Chaléat), situé sur le site de Besançon TEMIS, qui a des activités en mécanique du solide dans le domaine des matériaux, composants, structures, biomécanique, systèmes et microsystèmes

> Le LOPMD (Laboratoire d’Optique Pierre-Michel Duffieux), situé à Besançon « La Bouloie », qui a des activités en optique Non-linéaire, la Nano-optique et Microscopie optique en Champ proche, l’Opto-électronique, la Nanométrologie Optique pour les Sciences du vivant

> Le LPMO (Laboratoire de Physique et Métrologie des Oscillateurs), situé à Besançon « La Bouloie », qui a des activités sur les « Ondes électromagnétiques, optiques et acoustiques » ainsi que sur les « Microsystèmes et Microtechnologies »

- Rapidement, une activité en Nanotechnologies s’est également organisée au sein de l’Institut des Microtechniques dans la perspective d’une intégration de ces nouvelles technologies à des produits industriels.
- En parallèle avec l’IMFC, il a été décidé de créer le « Centre de transfert en Microtechniques » (CTM) pour assurer la diffusion vers l’industrie des technologies étudiées à l’IMFC. Le CTM a été crée en 1999 sous la forme d’un GIP entre l’IMFC, le CETEHOR (Centre technique de l’Horlogerie) et 6 partenaires du secteur privé (CHEVAL FRERES, ISA FRANCE, FRAMATOME CONNECTEURS INTERNATIONAL, PZT INTERNATIONAL, HEF, TECHNOTIME) auxquels se sont joints RADIALL et FAURE par la suite. La mission du CTM consistait à développer et transférer à l’industrie des technologies micromécaniques et des technologies de salle blanche développées dans les laboratoires, il se chargeait également de réaliser des prototypes où des petites séries permettant à l’industrie d’évaluer la faisabilité de nouvelles technologies.

	Haut de page

I - 4 Des évolution structurelles récentes : de l’IMFC à l’Institut FEMTO-ST
Au premier Janvier 2004, la plupart des laboratoires composant l’IMFC (CREST, LCEP, LMARC, LOPMD, LPMO) ont fusionné pour créer une unité de recherche unique nommée FEMTO-ST (Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique – Sciences et Technologies). Cette nouvelle organisation de la recherche publique en Franche-Comté dans les domaines des « Sciences et Technologies de l’Information et de la Communication » (STIC) et des « Sciences Pour l’ingénieur » (SPI) permet de mieux animer le secteur des Microtechniques en Franche-Comté. L’unité FEMTO-ST est donc une unité de recherche mixte CNRS (UMR 6174), qui regroupe 350 personnes (dont 200 permanents), et qui est structurée en 17 équipes de recherche. Les activités de recherche de FEMTO-ST sont à présent regroupées en 4 axes : (I) Microfabrication Micro & Nanosystèmes, (II) Ingénierie Biomédicale, (III) Temps-fréquence et télécommunications, (IV) Energie et environnement.
Les laboratoires qui constituent aujourd’hui FEMTO-ST sont tous issus de l’IMFC, les microtechniques occupent donc une part très importante des activités de FEMTO-ST.
De plus, FEMTO-ST est étroitement associé au Centre de Transfert des Micro et Nano technologies (voir ci-dessous), avec lequel le laboratoire collaboration depuis 15 ans, et qui valorise les recherches menées par FEMTO-ST vers le milieu industriel.

	Haut de page

II • LES LABORATOIRES PUBLICS DU POLE

	Haut de page

II - 1 L’institut FEMTO-ST
Ce laboratoire, réunissant environ 350 chercheurs, enseignants-chercheurs, ingénieurs, techniciens et doctorants, a été crée pour améliorer la visibilité et l’attractivité de la recherche publique en Franche-Comtéainsi que la notoriété des formations qui lui sont liées. En outre, la mutualisation d’équipements technologiques a permis d’identifier une plate-forme technologique d’envergure, déterminante pour renforcer l’interface avec l’économie locale. FEMTO-ST veut ainsi contribuer à identifier la Franche-Comté comme région d’innovation et de création de richesses fondées sur les nouvelles technologies comme les microsystèmes et la micromécatronique, les micro et nanotechnologies pour la santé, l’énergie dans les transports et les objets nomades, ou encore les télécommunications. Le principal atout de l’unité FEMTO-ST est sa capacité à mener à bien des recherches pluridisciplinaires nécessitant des compétences de haut niveau en mécanique, électronique, optique, thermique et énergétique. FEMTO-ST souhaite également regrouper géographiquement sur le site de « TEMIS-Innovation » ses moyens technologiques de microfabrication (plateforme MIMENTO).

L’unité FEMTO-ST est constituée de 17 équipes de recherche regroupées en 5 départements qui sont pour le moment identiques aux anciens laboratoires ayant fusionné. Une description rapide des activités de ces départements est donnée ci-dessous :

> Le Département CREST (Caractérisations et Recherches sur les Ecoulements, Surfaces et Transferts), dont les activités sur le site de BELFORT-MONTBELIARD remontent à 1973, a intégré le laboratoire FEMTO-ST en 2004. Sur le site de Belfort, ses activités sont centrées sur l’instrumentation et la caractérisation en fluidique et en thermique (métrologie optique dans les fluides - modélisation, caractérisation de microsystèmes thermofluidiques – microcapteurs thermiques). Sur le site de Montbéliard, elles concernent plus particulièrement les matériaux pour les Microtechniques, les Nanosciences et les Capteurs (microscopies AFM/STM pour l’étude de la croissance de nanostructures sous ultra-vide - interactions entre la matière et les rayonnements ionisants, notamment pour le domaine biomédical - élaboration et caractérisation de nanocomposites et de films carbonés).

> Le Département LMARC (Département de Mécanique Appliquée) regroupe actuellement une centaine de personnes sur le site de Besançon – TEMIS. L’activité scientifique du département porte sur la mécanique du solide dans le domaine des matériaux, composants, structures, biomécanique ainsi que des systèmes et microsystèmes. On y trouve quatre équipes de recherche structurées : (I) Propriétés Mécaniques des Matériaux, (II) Modélisation et Mise en Forme des Matériaux, (III) Dynamique des Structures, (IV) Biomécanique et Mécanismes. Les recherches du Département LMARC en font un membre important de l’Institut de Productique ainsi que de l’Institut des Transports Terrestres de Franche-Comté.

> Le Département LCEP (Département de Chronométrie, Electronique et Piézoélectricité) est localisé à l’ENSMM, sur Besançon - TEMIS. Depuis sa création en 1902 ses activités ont évolué de la chronométrie à la micromécanique, puis à la piézoélectricité qui est toujours à la base de son activité actuelle. Ses recherches correspondent à cinq domaines : oscillateurs piézoélectriques de très haute stabilité et Métrologie « Temps-Fréquence » - résonateurs piézoélectriques - capteurs et transducteurs à sortie de fréquence- micro-usinage chimique anisotrope et applications - caractérisation des matériaux piézoélectriques ou piézorésistifs. Il possède des moyens agréés par le CNES pour la fourniture de résonateurs « qualifiés spatialement » ainsi que de moyens de mesure des oscillateurs de très haute stabilité.

> Le Département LPMO (Département de Physique et Métrologie des Oscillateurs) a été crée en 1958 par le professeur A. Kastler (prix Nobel de Physique) et devient une unité propre de recherche du CNRS en 1974. Ses recherches sont orientées vers le « temps-fréquence », la métrologie de précision et l’acoustique. Depuis 1990, il a orienté la moitié de son activité vers les "microsystèmes, ainsi que les micro et nano technologies". Le LPMO a participé activement à la promotion des technologies de microsystèmes, à la création de l’IMFC, et de la filière d’ingénieurs "Instrumentation et Techniques Biomédicales" de l'Institut Supérieur d'Ingénieurs de Franche- Comté de l'UFC (ISIFC).

> Le Département LOPMD (Département d’Optique P.M. Duffieux) est un laboratoire qui a existé sans discontinuité depuis 1845. Il a participé à toutes les recherches de niveau international en optique (Optique de Fourier et Filtrage Spatial en 1945, Hologrammes géants en 1977, Optique intégrée1986, Microscopie Optique en champ proche en 1988, Optique non-linéaire en 1988, Cryptage optique et quantique en 1996, Optique appliquée au Biomédical en 1999). Il comporte environ 100 personnes dont 40 étudiants en thèse. Les recherches sont organisées en 4 équipes dont les 3 premières relèvent directement des micro et nano technologies : (I) Nanométrologie et Microsystèmes pour les Sciences du vivant, (II) Nano-optique et Microscopie optique en Champ proche, (III) Opto-électronique, (IV) Optique Non-linéaire.

Outre ses recherches disciplinaires, l’unité FEMTO-ST a lancé 15 projets pluridisciplinaires organisés en 4 axes :

- AXE 1. MICROFABRICATION, MICRO & NANO SYSTEMES
Il s’agit d’abord d’étudier la fabrication de matériaux pour les microsystèmes ainsi que des techniques de mesure de leurs propriétés mécaniques. D’autres projets concernent des micro-composants (micro-nano antennes, composants acousto-optiques), ainsi que des systèmes complexes (systèmes de nanolithographie par exemple).

- AXE 2. INGENIERIE BIOMEDICALE
Cet axe prometteur est en rapide développement et concerne l’étude de microlaboratoires sur puces, de méthodes de visualisation ou de microsystèmes agissant sur des cellules ou des molécules biologiques. En outre, des travaux de biomécanique et des études sur l’impact de rayonnements ionisants sur le vivant sont également en cours.

- AXE 3. TEMPS-FREQUENCE ET TELECOMMUNICATIONS
Il s’agit d’explorer les limites des performances d’oscillateurs ou de miniaturiser des horloges atomiques. Ces travaux s’appliquent aussi bien à des oscillateurs à quartz pour des applications de navigation qu’à des oscillateurs micro-ondes pour la métrologie avancée. Les horloges atomiques étudiées nécessitent des compétences pluridisciplinaires en électronique, optique et physique atomique.

- AXE 4 : ENERGIE ET ENVIRONNEMENT
Il s’agit d’étudier des microgénérateurs d’énergie portables, des piles à combustible et leur stockage d’hydrogène associé, ou encore des échangeurs thermiques. Un effort particulier est effectué sur des systèmes intelligents distribués permettant le contrôle de bruit acoustique, de vibrations, ou encore d’écoulements aérodynamiques.

On voit donc à la lecture de ces thèmes de recherche que les Microtechniques occupent une part importante des thématiques de recherche de FEMTO-ST

	Haut de page

II - 2 Le LAB
Le LAB (Laboratoire d’Automatique de Besançon) est une unité associée au CNRS d’environ 55 personnes, dont les activités de recherche sont structurées autour de trois groupes :

- Le groupe Microrobotique et Micromécatronique vise le développement de cellules microrobotiques flexibles intégrant des microrobots de manipulation (incluant « Micromanipulation et Micro-actionneurs » mais aussi « Perception et Stratégies de Commande avancées ») pour permettre le développement de plates-formes microrobotiques automatisées de micromanipulation.

- Le groupe Micro-usine s’intéresse aux micro-systèmes de production, permettant de réaliser la fabrication et l’assemblage de très petits produits (systèmes micromécatroniques, MEMS…). Une micro-usine serait portable, à faible consommatrice d’énergie et donc respectueuse de l’environnement.

- Le groupe Productique a pour objectif la conception et le développement de systèmes de production intelligents, flexibles et fiables (incluant « ingénierie de l’assemblage et du désassemblage », « interactions socio-techniques en conception et production intégrée », et « maintenance et la sûreté de fonctionnement »), la maintenance méthodes permettant la prévention des défaillances, leur identification et leur maîtrise.

Il mène diverses collaborations avec le laboratoire d’informatique et FEMTO-ST. Il est également partenaire de groupements de recherche nationaux (MACS, RTP Microrobotique), et collabore avec des partenaires suisses dans le cadre de projets du « LEA Microtechniques » (voir plus loin).

	Haut de page

II - 3 Le LMS
Il s’agit d’une équipe de 35 personnes située à l’ENSMM (sur TEMIS), et dont l’activité est centrée sur l’ingénierie et la fonctionnalisation des surfaces avec études et modélisations des transferts d'énergie et de matière aux interfaces.

Ses thèmes de recherche couvrent la métrologie des surfaces, la tribologie, l’évaluation sensorielle des surfaces, les revêtements par voie sèche, la préparation des surfaces et la modélisation des transferts de matière et d’énergie aux interfaces.

Ses moyens matériels comprennent les traitements de surface par voie sèche (PVD,CVD ), la caractérisation physico-chimiques des surfaces par MEB, AFM, la caractérisation géométriques de ces surfaces (MMB, MOB), leur caractérisation fonctionnelle des tribomètres et micro-tribomètres, un pégosimètre, et un scléromètre.

	Haut de page

II - 4 Le LCMI
Les recherches menées au « Laboratoire de Chimie des Matériaux et Interfaces » (LCMI) sont orientées vers la Fonctionnalisation et la modélisation des Surfaces et des Interfaces.

L’étude de la fonctionnalisation des surfaces s’appuie sur des études de morphologie et de réactivité des surfaces, sur l’étude des propriétés des solutions d’électrolytes utilisées, et enfin sur l’étude de la structure et des propriétés des interfaces « surface-solution ». Dans ce cadre, les techniques développées concernent la synthèse de matériaux (polymères, éventuellement fonctionnalisés par des matériaux moléculaires), le greffage ou l’adsorption de molécules sur les surfaces, l’élaboration et la caractérisation de matériaux nanostructurés (minéraux, organiques ou composites) et de couches minces, la modification des étapes de transfert de matière ou d’adsorption au moyen par exemple d’ultrasons. Pour cela, il est nécessaire de savoir caractériser la structure des interfaces ainsi que leurs propriétés électriques, tribologiques ou physico-chimiques.

Le LCMI a également développé des compétences théoriques en modélisation sur les électrolytes, le transport dans les matériaux poreux ou les interfaces, les effets de cavitation dus aux ultrasons, l’adsorption de particules ou de macromolécules sur une surface.

Enfin, les applications de ces recherches concernent les capteurs (d’ions, de molécules, de protéines), des techniques de micro- ultra- et nanofiltration, des techniques d’encapsulation de principes actifs (agents anticorrosion, médicaments). D’autre part elles permettent d’améliorer les traitements de surfaces (en particulier pour la connectique et l’aéronautique), les couches minces pour l’optoélectronique ou le stockage magnétique.

	Haut de page

II - 5 Le LPM
Le Laboratoire de Physique Moléculaire (LPM) est une unité associée au CNRS totalement dédiée à la physique théorique, avec l’ambition d’interpréter les résultats d’expériences dans d’autres laboratoires internationaux. La thématique rattachée au pôle microtechnique est celle des nanosciences qui consiste à développer des études conceptuelles de capteurs ultra sensibles de traces de gaz en utilisant des nanotubes de carbone, des études théoriques de croissance de nanostructures sur des surfaces métalliques, des études du transport d’information dans des nanofils métalliques ou moléculaires (vibrons, électrons, magnons).

Les principales productions du LPM sont donc des publications dans des revues internationales à haut facteur d’impact en collaboration avec des instituts expérimentaux internationaux.

L’investissement en matériel de ce laboratoire concerne essentiellement les moyens de calculs (achat de clusters, de quadri processeurs).

	Haut de page

III • UNE R&D INDUSTRIELLE EN COURS DE STRUCTURATION

	Haut de page

III - 1 Présentation
La nature des recherches effectuées par les sociétés franc-comtoises de microtechniques découle très directement de la nature du tissu industriel concerné. Les principales caractéristiques de ces activités de recherche sont décrites ci-dessous :
• Une recherche pragmatique :
La recherche franc-comtoise effectuée par les industriels dans le domaine des microtechniques est généralement pilotée par les applications à moyen terme visées par ces industriels. Les thèmes de recherche choisis sont ainsi souvent déterminés par :
- des opportunités qui se dégagent pour étudier de nouveaux produits en utilisant les compétences technologiques de la société. La société a alors identifié des applications ou des produits dont le concept a déjà été défini par ailleurs, et elle se propose d’utiliser sa technologie pour permettre la réalisation de ces applications ou ces produits.
- la nécessité de répondre aux souhait de donneurs d’ordres en mettant au point les techniques nouvelles permettant de réaliser des pièces ou des fonctions qui ne pouvaient pas être réalisées jusqu’alors. Les composants à réaliser sont alors parfaitement définis par des spécifications.
- la nécessité d’améliorer des produits ou des procédés de fabrication qui doivent être plus performants pour obtenir une augmentation de la productivité ou bien une baisse des coûts, afin de pouvoir faire face à la concurrence d’un point de vue économique.

Il s’agit donc de travaux de recherche « pilotés par l’aval » qui suivent des demandes précises exprimées par le marché ou bien par les clients des sociétés.

• Une recherche non centralisée :
Les structures de recherche des entreprises franc-comtoises sont en général des petites équipes qui sont souvent très proches des impératifs de production des entreprises. Ces équipes sont dispersées sur le territoire régional et ont relativement peu d’occasions de communiquer entre elles. Il est probable qu’un certain nombre de redondances existent entre les recherches effectuées par des entreprises différentes.

• Les entreprises de haute technologie
Il existe en Franche-comté un certain nombre d’entreprises « de haute technologie », le plus souvent issues de centres de recherche publics, qui consacrent une part très importante de leurs activités à des actions de recherche et développement. On peut citer par exemple AR-ELECTRONIQUE, IMASONIC, PHOTLINE, SILMACH, NANOBIOGENE, BIOEXIGENCE qui visent la production de composants et dispositifs s’appuyant fortement sur des activités de R&D.

• Les entreprises de recherche sous contrat
Des entreprises comme MMT, ou STATICE SANTE ont pour vocation d’effectuer de la recherche sous contrat pour des clients industriels variés. Les activités de ces sociétés visent l’étude et la réalisation de nouveaux composants, dispositifs (micro-actionneurs, micro-solénoides, micropièces pour le biomédical), ou encore de machines de microfabrication. Ces entreprises représentent un potentiel de 65 personnes en Franche-Comté.

• La recherche effectuées par les sociétés de production
Ces sociétés (PMPC, SIMONIN, CICAFIL, AUGE DECOUPAGE, IMTEC, JEAN MONNIER, …) ont une activité de recherche qui est presque exclusivement orientée vers l’amélioration des procédés de microfabrication qu’elles utilisent. Quelques sociétés de production ont également pour objectif de créer de nouveaux produits VIBRASENS (accéléromètres, capteurs de pression), SCHRADER (valves), POLYCAPTIL sont par exemple dans ce cas.

	Haut de page

III - 2 Importance quantitative de la R&D industrielle
Les activités de R&D des industriels franc-comtois des microtechniques se résument aux quelques chiffres suivants :
- Effectif : 150 à 200 personnes
- Budget annuel : environ 5 M€
- Productions de brevets : 20 brevets par an
- Quantité totale de brevets détenus : environ 100 brevets

	Haut de page

III - 3 Une amorce de structuration régionale : le Comité des Microtechniques
La structure morcelée des activités industrielles franc-comtoises en microtechniques ne permet pas de mettre en place des projets d’envergure nécessitant des recherches simultanées dans plusieurs domaines technologiques différents pour faire aboutir de manière coordonnée des travaux de recherche à plusieurs niveaux (matériaux, composants, systèmes, applications). Cette coordination pourrait être assurée par un grand groupe donneur d’ordres qui n’existe malheureusement pas dans le domaine des microtechniques en Franche-Comté.

Pour remédier à cette situation, le Comité des Microtechniques - regroupement de quelques PME des microtechniques - a commencé à définir un ensemble d’objectifs de recherche communs qui permet d’identifier les grandes lignes d’une politique de R&D concertée pour l’ensemble de PME franc-comtoises du domaine des microtechniques.

Cette volonté de coordination a un effet positif immédiat dans la mesure où elle permet de rendre plus lisibles les besoins des entreprises des microtechniques en matière de R&D, et par conséquent de mieux impliquer les structures de recherche universitaires dans des partenariats de longue durée.

Par ailleurs, cette volonté de structuration peut être un premier pas vers une organisation de type coopératif de la R&D industrielle franc-comtoise en microtechniques. Une telle organisation devrait mutualiser les activités de recherche amont d’un grand nombre d’entreprises, en fixant un ensemble d’objectifs communs ayant des retombées sur les activités de l’ensemble des partenaires. Ces objectifs pourraient être atteints en mutualisant des ressources de recherche (ingénieurs, équipements, savoir-faire) entre des entreprises différentes, et permettrait assurément d’intensifier fortement la coopération avec la recherche publique régionale.

	Haut de page

IV • MIMENTO : UNE PLATEFORME DE MICROFABRICATION D’ENVERGURE NATIONALE

La plate-forme technologique de Franche-Comté a été développée par l’Institut des Microtechniques de Franche-Comté à partir de 1990. Il s’agit d’un ensemble d’équipements lourds destinés à la microfabrication et gérés par des personnels affectés spécifiquement à cette plate-forme. L’objectif consistait à disposer d’une infrastructure technologique de qualité dans le domaine des Microsystèmes. Elle a toujours été ouverte aux laboratoires de l’Université de Franche-Comté (chimistes, pharmaciens, biologistes), aux ingénieurs du Centre de Transfert des Microtechniques, aux laboratoires publics et privés extérieurs et aux industriels.

En 2001, le CNRS et le Ministère de la Recherche ont accordé à l’IMFC le label de « plate-forme spécifique ». Cette plate-forme a une vocation à la fois nationale et régionale. Elle est partagée par les membres du pôle microtechnique franc-comtois.

En 2004, la centrale de technologie franc-comtoise « MIMENTO » a été labellisée par le ministère de la recherche comme un équipement d’envergure nationale. Elle fait maintenant partie des 6 centrales de technologie du réseau RTB (réseau des technologies de base) en micro & nano technologies.

L’originalité de l’approche franc-comtoise est la mise en place d’une plate-forme mixte combinant micro- et nano fabrication en salle blanche d’une part, et atelier pilote (manufacturing center) d’autre part. Il s’agit d’ancrer la région franc-comtoise dans des thématiques complémentaires avec les autres grandes régions technologiques françaises avec un positionnement orienté micromécanique (silicium, traditionnelle et hybride) s’appuyant sur des domaines de compétence qui ont fait sa renommée, tels que la mécanique (LMARC), l’optique (LOPMD), le temps-fréquence (LPMO), les matériaux piézo-électriques et leur usinage (LCEP).

La plateforme s’est également développée dans le domaine des nanotechnologie (nano-optique, nano-mécanique, nano-électronique), qui est politiquement perçu comme un des grands chantiers d’avenir,. Malheureusement, l’industrie est encore peu motivée pour financer les recherches dans ce domaine.

	Haut de page

IV -1 La politique d’équipement
Depuis plus de 10 ans, l’IMFC s’est attaché à développer des filières proches de la micromécanique, en recherchant une complémentarité avec les filières développées dans les autres centres nationaux :

• Filière de microfabrication à grand facteur de forme par usinage de volume du silicium en attaque chimique humide ou sèche (DRIE), ainsi que par la technique LIGA (fabrication de micro-moules en PMMA, dépôts électrolytiques de pièces métalliques, réplication par micromoulage plastique)

• Filière de microfabrication sur substrats piézoélectriques, diélectriques et MOEMS : micro-usinage du quartz (unique en France), couches minces piézoélectriques (AlN), guides optiques et acoustiques sur LiNbO3, LiTaO3 , quartz, SiO2, oxynitrures, Si3N4, micro-imprint sur matériaux amorphes et silicium

• Filière Micromécanique hybride (silicium combiné à d’autres techniques traditionnelles de la micromécanique) avec le Centre Technique des Microtechniques (CTM), pour les Technologies « back-end » et le Micropackaging (simple ou collectif)

• Nanotechnologies spécifiques pour les télécommunications et les biotechnologies utilisant l’usinage FIB ou e-beam, ainsi que les technologies de silicium poreux ou de monocouches auto assemblées

	Haut de page

IV - 2 Les composantes de la plate-forme de microfabrication
La plate-forme de microfabrication de Franche-Comté comprend les sous-ensembles suivants :

L’objectif est de développer ces activités de manière équilibrée sur les axes « centrale de technologie » et « atelier pilote », afin de construire une spécificité au plan national fondée sur les synergies entre les technologies de salle blanche et les technologies de microfabrication héritées de la micromécanique.

Dans la centrale de technologie, l’industrie est présente via des contrats de recherche. Elle est toutefois peu présente dans le module nanotechnologie, qui semble encore trop amont pour l’intéresser. Un certain nombre d’opérations ont toutefois pu être menées avec les industriels dans ce domaine en émergence (exemple, des caractérisations par nano-indentation).

• Les ressources de la centrale de technologie
Pour des raisons historiques, les locaux de la plateforme de technologie ont été distribués sur plusieurs sites repérés sur le schéma suivant :

Les matériels affectés à la plate-forme de microfabrication représentent 6 MÛ d’équipements technologiques. Ils sont divisés en un certain nombre de ressources : « couches minces », « Photolithographie », « Chimie », « Gravure », « Ecriture directe », « Traitements thermiques », « Caractérisation », « Implantation ionique »,« Connectique et Packaging » pour la centrale de technologie. « Micro-usinage des métaux », « Micro-usinage laser », « Micro-usinage des polymères », « Micro-usinage des matériaux durs » pour l’atelier-pilote.

Un certain nombre de personnels sont explicitement affectées à des travaux technologiques. Ces personnels sont répartis sur plusieurs départements de FEMTO-ST. Par ailleurs, des personnels du CTM participent clairement à la maintenance du parc d’équipements et à l’offre de service technologique. Le nombre de personnes affectées à la centrale (en incluant les personnels du CTM) en 2004 était de 17 permanents (6 IR, 2 IE, 2 AI, 3 T) + 2 AI CDD.

• Les partenariats avec d’autres plate-formes technologiques
Les principaux partenariats avec d’autres plate-formes technologiques sont les suivants :

En FRANCE : L’IMFC a été partenaire actif du réseau INTERLAB des plate-formes technologiques universitaires françaises. A ce titre, il a participé en 2000 à la réalisation d’un démonstrateur faisant intervenir plusieurs plateformes technologiques, en se chargeant des aspects de « packaging ». Des échanges fréquents existent avec les plateformes françaises (échanges d’informations, travaux sur demande en cas d’urgence, etc.).

En SUISSE :
- Un accès à la technologie du CSEM (Centre Suisse l’Electronique et de Microtechnique) est possible dans le cadre de la convention du LEA Franco-Suisse « Microtechniques ».
- Le CMI (Centre de MicroNanoTechnologie de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) est un partenaire important : certaines opérations technologiques qui ne pouvaient pas être réalisées à Besançon (gravure profonde du silicium, ou certains dépôts chimiques) ont pu être réalisées par des personnels de FEMTO-ST en mission au CMI.

• L’ouverture aux demandes extérieures
La plate-forme de Franche-Comté a toujours réalisé des travaux pour des partenaires extérieurs, qu’ils soient industriels ou universitaires. Cette politique permet de rentabiliser des investissements technologiques lourds en les mettant à disposition du plus grand nombre, et d’enrichir le savoir-faire disponible par la résolution de problèmes nouveaux et variés posés par ces partenaires.

Le principal partenaire de l’IMFC pour assurer les missions de service et de transfert est le Centre de Transfert des Micro et Nanotechnologies (CTMN) : les travaux de transfert se font principalement sous forme de prestations de service technologiques. Le centre de transfert reprend les résultats de la recherche pour en faire des compétences bien maîtrisées, qu’il pourra bien mieux valoriser auprès des partenaires industriels. Cette fiabilisation des technologies profite également aux chercheurs qui peuvent sous-traiter les opérations techniques de base en évitant de les réinventer à chaque fois.

Ainsi, le CTM utilise quotidiennement les équipements de la plate-forme MIMENTO, dont certains sont situés dans les locaux du CTM. De même un technicien CNRS peut être momentanément affecté au CTM pour participer à la fiabilisation de certains procédés.

En réponse à des demandes de la part de l’industrie ou d’universitaires extérieurs, le CTM se charge systématiquement d’assurer les prestations de service, alors que l’IMFC se charge plutôt d’assurer une participation aux projets ayant une finalité de recherche marquée. En 2003 la plate-forme de Besançon a ainsi réalisé 21 fois des travaux de microfabrication pour 15 partenaires différents.

	Haut de page

V • DES MICROTECHNIQUES AUX NANOTECHNOLOGIES

	Haut de page

V - 1 Que sont les nanotechnologies ?
Il s’agit de l’étude, la fabrication et la manipulation de structures de dimension nanométrique

• La création d’objets à partir de structures élémentaires (approche «bottom-up »)
Il s’agit d’une révolution conceptuelle : la fabrication de structures complexes peut être envisagée en empilant des d’atomes, des molécules, ou encore des objets nanométriques. L’approche bottom-up est considérée par certains comme la véritable définition de la nanotechnologie. Tous les domaines technologiques sont concernés. Il s’agit sans aucun doute d’une révolution en marche vers de nouveaux produits, de nouveaux concepts, même s’il reste encore beaucoup de problèmes à résoudre..

Atome de fer sur cuivre « L’atome » ou « l’enfant originel » Propriété IBM	Construction d’un anneau moléculaire préfigurant un stator de moteur

Les domaines d’applications potentiels sont l’électronique moléculaire, les sources d’électrons (écrans plats, klystrons, radiographie X portable, etc.), les filtres ou capteurs moléculaires, les lubrifiants, le renforcement des fibres de matériaux composites, les « actuateurs » (muscles artificiels), le stockage d’hydrogène ou lithium, les nanofils métalliques, les puces ADN, ou encore l’adhésion de peinture sur les pièces plastiques…

• La descente en dimension ou l’approche « top-down »
Il s’agit de l’évolution de la micro à la nanotechnologie. La mise en oeuvre de nouveaux outils tels que e-beams, FIB, AFM, etc. permet de retirer ou ajouter de très faibles quantités de matière à une structure. Les applications sont à court terme dans tous les domaines de haute technologie (nanoélectronique, nanosystèmes). Un passage des microtechniques à la nanotechnologie « top-down » est naturel pour la Franche-Comté, terre de miniaturisation et de précision

Exemple d’usinage d’une fibre optique par étirage puis par un faisceau ionique focalisé capables de réaliser des trous de dimensions nanométriques.

- La Franche-Comté au coeur des Nanotechnologies
En 1989 le Laboratoire d’Optique P.M. Duffieux invente le microscope tunnel optique, et lance la recherche française dans le domaine des microscopes optiques à sonde locale. Besançon est devenu un centre de renommée mondiale dans ce domaine. Le premier Congrès International en Champ Proche (NFO : 14 pays représentés) a lieu à Besançon. Aujourd’hui c’est LE grand congrès international biannuel dans le domaine.Dans les années 90, La Franche-Comté devient le foyer de la microscopie à sonde locale non conventionnelle (microscopes optiques en champ proche, acoustiques, thermo-élastiques, électrostatiques, etc.). Parmi les points forts moins médiatisables que les inventions technologiques, on peut citer les efforts dans le domaine de la théorie et de la modélisation qui font de la Franche-Comté un des centres de référence dans l’analyse des interactions électromagnétiques de tout genre à l’échelle du nanomètre.

La Franche-Comté possède quelques atouts majeurs qui en font un partenaire complémentaire des centres de nanotechnologie actuels.
- L’optique par tradition depuis plus de 40 ans : un rôle précurseur en nano-photonique
- L’acoustique moins ancienne, mais bien implantée nous a amenés à la nano-phononique
- La thermique, également une tradition dans le centre et nord franc-comtois
- La mécanique une tradition séculaire, vers le domaine encore peu exploré de la nanomécanique…

	Haut de page

V - 2 Les divers travaux sur les nanotechnologies en Franche-Comté
- L’étude des propriétés de nanostructures et de leur fabrication
Des travaux en nano-optique (cristaux photoniques, cristaux phononiques, tamis à photons) sont menés à FEMTO-ST. Il s’agit de structures périodiques dont les propriétés peuvent être extraordinaires et dont les applications sont immenses dans le domaine des composants et des capteurs optiques. Ces travaux sont financés par le LEA « µTechniques », par le programme national « ACI Nanosciences », et par plusieurs projets européens (dont INTERREGIII). La fabrication de ces structures est aussi un problème important sur lequel de nombreuses études sont en cours. Citons également les travaux en Bio-ingénierie sur les assemblages supramoléculaires avec des applications dans le domaine des ligands ADN, les facteurs de transcription les protéines de régulation les médicaments moléculaires l’ingénierie macromoléculaire…

- Les études théoriques
Une équipe théorique (le LPM) travaille sur la modélisation théorique de nanostructures afin de prévoir leurs propriétés et de déterminer la structure la plus appropriée pour une application donnée. En particulier, des travaux sur les nanotubes de carbone sont effectués pour la détection d’espèces moléculaires : l’extrême sensibilité de ces nanotubes de carbone et la présence de sites d’adsorption spécifiques permet d’envisager ces composants comme des capteurs de gaz très sélectifs. Une autre activité concerne la modélisation de la croissance « spontanée » de nanofils ou de nanoréseaux métalliques sur des surfaces.

- Les surfaces à l’échelle nanométrique
La plupart des propriétés des surfaces sont gouvernés par des phénomènes qui ont lieu à l’échelle du nanomètre. Ces phénomènes modifient l’adhésion des peintures, la mouillabilité de la surface, ses propriétés de frottement etc. De même, les propriétés des surfaces peuvent être modifiées en déposant des couches d’épaisseurs nanométriques (on parle alors de fonctionnalisation de surfaces ou de « greffage » de molécules). Ces traitements de surface permettent de modifier le frottement, la résistance à l’usure, la résistance à la corrosion, ou encore la dureté de la surface traitée. De nombreuses applications sont possibles dans le domaine de la décoration, la connectique, ou les revêtements techniques (permettant d’obtenir des propriétés spécifiques tribologiques, magnétiques, chimiques, etc). La Synthèse de revêtements nanocomposites permet d’améliorer de manière significative les propriétés des surfaces : des empilements nanométriques (alternances de couches d’épaisseurs nanométriques aux propriétés très différentes), permet d’améliorer le coefficient de frottement, l’usure, la résistance au brouillard salin etc. Pour étudier ces phénomènes, des compétences particulières sont nécessaires : caractérisation fonctionnelle à micro-échelle et nano-échelle, caractérisations physicochimiques ou mécaniques à échelle nanométrique, détermination de propriétés optiques et électriques de couches minces, mesures de l’adhésion et des forces de surfaces à l’échelle micro et nanométrique. Plusieurs laboratoires travaillent dans ce domaine en Franche-Comté (le LMS, le LCMI, le LERMPS), et leurs activités de transfert sont menées via un centre de transfert (l’ITSFC).

- La manipulation d’objets nanométriques
La visualisation et la manipulation d’objets de dimensions nanométriques n’est pas une chose aisée : ces opérations nécessitent de mettre en oeuvre des microactionneurs ainsi que des systèmes de micromanipulation. En outre, un contrôle par télé-opération avec retour de force est souvent indispensable pour permettre à l’opérateur de ressentir les mouvements qu’il provoque à l’échelle du nanomètre. Ces technologies sont activement étudiées par le Laboratoire d’Automatique de Besançon (LAB).

- Sans oublier les mesures ultimes…
Des instruments de mesure spécifiques permettent de visualiser des phénomènes de croissance de couches ultra-minces pour l’électronique du solide et d’étudier des phénomènes d’épitaxie grâce aux STM et AFM (FEMTO-ST-CREST). Pour cela, diverses sondes à l’échelle nanométrique sont développées en Franche-Comté : le M-SThM (Multi-acquisition Scanning ThermoAcoustic Microscope, de résolution 80 nm), un vibromètre optique (résolution de quelques femtomètres !), le STOM et le SNOM, (par exemple pour la caractérisation des circuits intégrés optiques, de résolution 50 nm). Enfin, la plus petite sonde de température du monde (nano thermocouple) a été réalisée à FEMTO-ST : elle permet de mesurer la température locale dans un volume inférieur à un micron au cube !

	Haut de page

V - 3 En conclusion….
Il existe en Franche-Comté une activité en Nanotechnologies complémentaire des autres centres européens avec des spécificités franc-comtoises. Cette activité de recherche est ouverte sur un tissu industriel apte à absorber les innovations des laboratoires, aussi bien en microtechnique et microsystème que dans le domaine du transport (nanocorrosion, nanopoudres, matériaux composites, lumière intelligente dans les véhicules, pile à combustible…).

Il existe par ailleurs une dynamique forte créée, entre autres, avec la création de FEMTO-ST (2004), de la Centrale de Technologie Nationale (2004), du Centre de Transfert en Micro et Nanotechnologie (2004), et du Comité des Microtechniques (2004). De plus, le salon MICRONORA va évoluer vers un salon intégrant de manière explicite la nanotechnologie. Nous assistons ainsi ces dernières années à une véritable prise de conscience de la part de la recherche comme de l’industrie, que la Franche-Comté a de réels atouts, et une volonté affichée pour devenir un centre européen de référence dédié à la Micro et à la Nano-mécanique et aux Technologies Associées

	Haut de page

VI • IMPORTANCE QUANTITATIVE DE LA R&D REGIONALE

	Haut de page

VI - 1 Chiffres clés de la R & D régionale

	Haut de page

RELATIONS RECHERCHE- INDUSTRIE

I • ACTIVITE CONTRACTUELLE ENTRE LA RECHERCHE ET L’INDUSTRIE DANS LE DOMAINE DES MICROTECHNIQUES

Les laboratoires publics de Franche-comté mènent une grande partie de leurs recherches dans le cadre de contrats avec des entreprises privées. Le volume total d’activités contractuelles de ces laboratoires est de l’ordre de 7 MÛ par an avec une proportion de près de 60% en microtechniques. Dans ce domaine, on peut citer des activités contractuelles sur :
- Les microcomposants
- Les micro-nano systèmes
- Le micro-assemblage
- Les nanotechnologies
- La caractérisation et la nanométrologie

Les contrats des laboratoires de recherche avec le monde industriel peuvent être menés de plusieurs façons :
- Convention directe avec l’industriel demandeur
- Contrat avec un grand organisme (CNES, DGA, INRS, ADEME, INRETS, etc.) qui lui-même travaille pour l’industrie
- Contrat qui regroupe des partenaires de l’industrie et du monde universitaire sous la maîtrise d’ouvrage d’un organisme ou de ministères (comma dans le cas des réseaux de recherche)
- Contrat européen qui associe presque systématiquement des partenaires industriels et des partenaires du monde universitaire

Les travaux effectués par les laboratoires de recherche dans le cadre de contrats avec l’industrie sont de divers types :

- Mise au point de nouveaux procédés de traitement de surface :
Suivant les besoins variés exprimés par les industries mécaniques, les industries électriques ou électroniques, ou encore l’industrie du luxe, il est nécessaire de réaliser des revêtements dont les propriétés peuvent avoir des caractéristiques variées (protection contre la corrosion, augmentation de la dureté, amélioration de l’aspect décoratif des couches minces utilisées). Pour cette raison, de nouveaux types de revêtements sont étudiés en explorant l’apport de nouveaux matériaux ou bien en explorant de nouvelles technologies de dépôt pour améliorer leurs propriétés structurelles.

- Mise au point de nouvelles technologies de microfabrication
En utilisant de nouvelles technologies de microfabrication, il est possible de réaliser de nouveaux types de structures permettant d’ouvrir la voie à des applications innovantes. Par exemple, l’utilisation des technologies « MEMS » permet d’envisager de nouveaux types de composants (micro-accéléromètres et micro-gyromètres, biopuces, microsystèmes optiques ou acoustiques etc.), qu’il serait impossible de fabriquer en utilisant les technologies traditionnelles.
De même les technologies de micro-moulage permettent de réaliser des pièces tridimensionnelles très difficiles à réaliser autrement, et pour des matériaux variés (plastiques, métaux, céramiques, etc.). Des recherches portant sur des technologies radicalement nouvelles ont été effectuées pour des industriels comme SAGEM,THALES,AXSUN, SCHLUMBERGER. Des travaux de recherche visant à améliorer les procédés « traditionnels » ont également été effectués pour le compte d’industriels comme AUGE DECOUPAGE, IMPHY.

- Exploration de nouveaux concepts de composants
De nouveaux concepts de composants sont également explorés par les laboratoires publics pour le compte d’industriels. Il s’agit par exemple de nouveaux types de capteurs ou d’actionneurs pour des applications variées qui concernent aussi bien la domotique que les télécommunications, la défense, ou les technologies biomédicales. On peut citer par exemple l’utilisation des structures à « cristaux photoniques » pour réaliser de nouvelles fonctions de traitement de l’information (filtrage sélectif accordable), ou encore l’utilisation de nouveaux types de transducteurs. On peut également citer des travaux sur les micro-piles à combustible qui utilisent des technologies dérivées de la microélectronique. Des travaux de recherche de ce type ont été effectués pour THALES MICROSONICS, FRAMATOME, MICHELIN, PHOTLINE, AVENTIS PASTEUR etc.

- Exploration des possibilités d’utilisation de nouveaux matériaux
L’utilisation des propriétés de matériaux nouveaux, ou bien l’utilisation de matériaux non conventionnels pour améliorer les propriétés de composants existants est aussi un défi important. On peut par exemple citer l’utilisation de cristaux piézoélectriques innovants qui permettent d’améliorer considérablement les performances d’oscillateurs ou de capteurs. De même de nouveaux matériaux comme les alliages à mémoire de forme permettent d’envisager la réalisation d’actionneurs de hautes performances. De tels travaux ont été réalisés par exemple pour SAGEM, TMX, TEMEX, HUTCHINSON, PSA....

- Exploration de nouveaux concepts de systèmes
Les microtechnologies permettent d’envisager la réalisation de systèmes très innovants utilisant des réseaux de milliers de capteurs et/ou des actionneurs. Par exemple, les systèmes distribués de contrôle d’écoulements fluidiques en aéronautique permettraient de diminuer considérablement la consommation et la pollution engendrée par les avions. De même le contrôle actif de bruit acoustique par des multitudes de micro-actionneurs permettrait de réduire efficacement les nuisances sonores dans une automobile. On peut encore citer le temps-fréquence avec la conception de micro-horloges atomiques pour des applications de guidage / navigation, ou les micro-refroidisseurs de composants électroniques. De tels travaux ont été effectués avec DASSAULT, PHILIPS, SNECMA, THALES ELECTRON DEVICE, CRYOTECHNOLOGIES, etc.

- Métrologie de microcomposants et de microsystèmes
La métrologie de microcomposants et de microsystèmes est également un problème important qui nécessite la mise au point de technologies innovantes. En particulier, la caractérisation dimensionnelle des microstructures est une nécessité pour développer des microcomposants. En outre, il est nécessaire de mesurer les caractéristiques mécaniques, électriques, thermiques ou optiques de structures microscopiques ce qui pose des problèmes très difficiles. Des études ont été réalisées pour cela dans le cadre de contrats avec l’Europe ou des grands organismes publics (CNES, DGA), mais aussi avec des industriels spécialisés comme FOGALE NANOTECH, ESSILOR, etc.

- Exploration de nouvelles technologies d’assemblage
La construction de véritables microsystèmes nécessite également l’exploration de nouvelles technologies d’assemblage. En effet, les composants sont si petits qu’ils sont très difficiles à manipuler par des techniques traditionnelles. De tels travaux de recherche sont effectués avec le monde de l’horlogerie ou de l’électronique.

	Haut de page

II • PROJETS EUROPEENS

La participation en 2004 de la Franche-Comté à des REX, des Projets Intégrés ou des projets INTERREG du 6ème PCRD est donnée par les tableaux ci-dessous. Les projets dont le nom est indiqué en gras sont des projets typiquement « Microtechniques ».

Liste des projets du 6ème PCRDT en cours dans les laboratoires franc-comtois

Liste des projets Interreg III en cours dans les laboratoires franc-comtois

* les noms de projets en gras sont des projets sur le thème des Microtechniques

Ces résultats montrent que plus de la moitié des contrats européens franc-comtois ont pour thème les micro & nanotechnologies.

Ces chiffres confirment une excellente activité en micro & nanotechnologies lors du 5ème PCRD : participation à plusieurs réseaux d’excellence, à des contrats européens (25 pour l’Université de Franche-Comté en micro & nanotechnologie dans le 5ème PCRD), et un grand projet INTERREG III dans le cas du Laboratoire Européen Associé.

Dans le 6ème PCRD, en traitements de surface les contrats suivants sont réalisés en partenariat avec la Franche-comté :
- EU-FP6 Project NANOCAPS, 2004 –2008 ”Nanocapsules for Controlled Delivery of Chemicals”, NMP-001428
- EU-POLYMET, BRPR-CT97-0550, 1998-2002, « Improvement of adhesive and corrosion resistance properties of electrogalvanized steel”
- EU- SILACOR, G5RD1-1999-11230, 2000-2004 « Nanometric silica as a new treatment for the corrosion protection of steels and galvanized steels”

La micromanipulation : la Franche-comté est partenaire de plusieurs projets européens dont SYNCOPE (Système de Nano-manipulation dans un microscope électronique à balayage).

Il faut remarquer par ailleurs que la participation à des contrats européens n’est pas uniquement due aux universitaires : en effet, plusieurs sociétés privées sont aussi fréquemment associées à des contrats européens, en particulier les sociétés IMASONIC, STATICE SANTE, et DIACLONE (voir ci-dessous).

	Haut de page

III - LES STRUCTURES DE TRANSFERT EN MICROTECHNIQUES

	Haut de page

III - 1 L’Institut des Traitements de Surface (ITSFC)

• Présentation
La région Franche-Comté, a une activité économique en traitements de surface la situant au troisième rang national, elle s’est donc dotée d’une structure spécifique de transfert entre la recherche et l’industrie dans ce domaine.

L’Institut des Traitements de Surface de Franche-Comté (ITSFC) est une organisation créee par plusieurs établissements de formation et de recherche frnac-comtois, et qui a pour missions de promouvoir la recherche tant fondamentale qu’appliquée, le transfert de technologies, de procédés, de connaissances, et la formation.dans le domaine des traitements de surface. Les compétences des laboratoires universitaires associés au sein de cet Institut recouvrent, d’une part, l’ensemble des techniques d'élaboration de revêtements par voie sèche (PVD, CVD, projection thermique…) et par voie humide (chimique, électrolytique) et, d’autre part, l’ensemble des moyens de caractérisations structurales et fonctionnelles (corrosion, frottement, usure, aspect).

Cette structure est dotée d’une interface unique au service du tissu industriel franc-comtois, national et international. Elle assure la synergie des acteurs du domaine des traitements de surface au sein des trois établissements franc-comtois de tutelle. Elle vise aussi à fédérer des partenaires industriels sur des actions collectives dans le domaine des traitements de surface.

• Compétences de l’ITSFC
L’ITSFC maîtrise l’ensemble des procédés de traitement de surface :
- Préparation des surfaces : nettoyage (lessiviel, laser, plasma…), traitements chimiques, électrolytiques, traitements par voie mécano-chimique.
- Procédés de revêtement par "voie humide" : revêtements, conversions, procédés chimiques ou électrolytiques (courant continu, courant ou potentiel pulsé).
- Procédés de revêtements par "voie sèche" : revêtements pulvérisation magnétron, évaporation (faisceau d’électrons, arc…), dépôt chimique assisté par plasma, projection (plasma, arc électrique, flamme).

L’ITSFC propose également des activités de service en caractérisation structurelle de revêtements. Les domaines d'investigation concernent les propriétés : morphologiques (AFM, MEB, rugosité 3D…), physicochimiques (SDL, chromatographie, FTIR…), structurales (DRX…), mécaniques (indentation instrumentée, nanoindentation…), électrochimiques (voltamétrie, impédancemétrie…), thermiques (DSC, TMA).

L’ensemble des méthodes de caractérisation fonctionnelle des revêtements est également disponible dans les différentes composantes de l’ITSFC : propriétés sensorielles (aspect, couleur, toucher), propriétés thermiques (émissivité, conductibilité), propriétés électriques, résistance à la corrosion (brouillard salin, enceinte climatique, gaz corrosif), usure, frottement (tribomètres instrumentés), propreté (mouillabilité, décharge couronne), adhérence (scratchtest, indentation, nanoindentation…).

• Actions de l’ITSFC
Des recherches de pointe notamment sur l'utilisation de produits issus de la biomasse pour le dégraissage, l'élaboration par procédé PVD de couches nanocomposites, l'élaboration de matériaux précurseurs (poudres de projection, cibles), la formulation de bains d'électrodéposition respectueux de l'environnement.

Des actions d'appui technologique dans les entreprises comme la mise au point et l’optimisation de procédés, l’expertise (analyses, élimination de dysfonctionnements), conseils, les études et la recherche appliquée, la veille technologique et l’information (lettre Info'TS, journées techniques, colloques, …).

L’organisation d’un congrès international biennal sur l’ensemble des problématiques rencontrées par le milieu industriel et universitaire dans le domaine des traitements de surface, avec des thèmes comme l’adaptation des procédés aux attentes environnementales, les procédés d’élaboration et méthodes de contrôle, les revêtements et traitements à fonction tribologique ou anticorrosion.

La mise en place de formations courtes dédiées aux techniciens et ingénieurs sur des thèmes d’actualité, des procédés d’élaboration ou des méthodes de caractérisation.

	Haut de page

III - 2 L’Institut de Productique (IP)
Depuis sa création en 1984, l’Institut de Productique accompagne les entreprises manufacturières dans leur démarche d’amélioration de leurs performances.
Son originalité réside dans la synergie obtenue par le regroupement des partenaires dans une implantation commune, qui, en plus de leurs missions d’origine, mènent des actions collectives dans le domaine de la productique à destination des entreprises ; ces actions sont de deux types, des actions dites industrielles, d’une part, et des actions de recherche technologique, d’autre part.

L’Institut de Productique regroupe actuellement 62 spécialistes dans les différents domaines de la productique. Au cours de l’année 2003, l’Institut de Productique a accompagné des entreprises dans leur démarche d’amélioration de la performance industrielle à travers différentes actions. Le montant des contrats privés s’est élevé à 2,2 MÛ dont plus du tiers pour des entreprises du secteur microtechnique.

L’Institut de Productique rend de réels services aux entreprises franc-comtoises et a déjà démontré ses capacités à intervenir pour des projets de conception et d’industrialisation de produits microtechniques. Implanté au coeur de TEMIS, l’Institut de Productique a décidé de développer ses activités liées à la productique pour les entreprises microtechniques et devenir un des acteurs de l’émergence et du développement des entreprises de ce pôle de compétitivité.

Les actions que les partenaires constituant l’Institut de Productique se proposent de mettre en oeuvre concernent prioritairement :
- L’accompagnement au développement de produits plus intégrés ; en effet, beaucoup d'entreprises microtechniques sont spécialisées dans la réalisation de composants élémentaires ou de petits sous-ensembles. Le développement de l’activité microtechnique régionale ne pourra connaître un réel essor sans l’émergence d’entreprises réalisant l’intégration des différents savoir-faire.
Cela peut être obtenu par l’implantation de donneurs d’ordres, mais également par le développement d’une offre nouvelle. Ce dernier point nous semble un axe de développement intéressant et l’Institut de Productique se propose de mettre en oeuvre une démarche visant à la définition d’une offre produits, centrée sur le thème des produits microtechniques portés et permettant l’intégration des savoir-faire régionaux.

- Le développement d’une offre de service, spécialisée en productique microtechnique. En effet, l’optimisation des flux de production, des opérations de fabrication et des tâches d’assemblage nécessite des connaissances particulières liées principalement à la taille des produits et à la précision exigée. Afin de pouvoir répondre aux attentes des industriels du secteur microtechnique, l’Institut de Productique souhaite développer ses compétences spécialisées.

l’Institut de Productique souhaite proposer une expertise technique liée à la production des produits microtechniques. Les compétences actuelles dans ce domaine portent principalement sur la robotique de précision et la micromanipulation. Des travaux importants sont en cours sur le thème du micro assemblage. L’expertise technique devra également inclure des compétences en fabrication. L’institut de productique pourra, soit être un relais entre des plateformes technologiques existantes et les industriels, soit être lui-même plateforme technologique pour des procédés entrant dans le champs de compétences des entités qui le composent.

	Haut de page

III - 3 Le Centre de Transfert en Micro et Nano technologies (CTMN)
• Présentation
Le CTM comportait 10 à 12 personnes dont la moitié de salariés du secteur privé. Il a également été l’antenne régionale des programmes JESSICA et du réseau RMNT, pilotés par les ministères de la recherche et de l’industrie. Au cours de son existence, il a mené diverses actions de transfert (connectorisation de fibres optiques avec RADIALL par exemple), et a assuré de nombreuses prestations de service ciblées sur les Microtechniques. Divers brevets ont été déposés, soit par le CTM lui-même (micro-capsule intestinale, moteurs piezoélectriques par exemple), ou bien par des industriels partenaires qui souhaitent maintenir une certaine confidentialité. Son budget était de l’ordre de 1 MÛ par an dont la moitié de contrats privés, et l’autre moitié de subventions des collectivités territoriales. Comme le statut du CTM lui posait quelques difficultés de développement, il a été restructuré en 2004 pour donner naissance au CTMN (Centre de Transfert des Micro et Nanotechnologies) qui est maintenant une association loi de 1901.
Les missions du CTMN sont clairement orientées vers le transfert des technologies issues des organismes de recherche, ainsi que le développement de méthodes de caractérisation, et la diffusion de nouvelles technologies dans le milieu industriel. Il est à ce titre légitime de le considérer comme l’organe de transfert du pôle microtechnique tel qu’il est défini dans le contrat de plan Etat-Région.
Ses activités, telles qu’elles étaient dans le GIP CTM, comportent une part importante de contrats avec des centres de recherche nationaux et régionaux, des grandes entreprises internationales et nationales mais aussi des PME dont la moitié sont des régionales (environ 30 % des contrats et ce nombre est en progression régulière). Les projets reprennent ce volant d’activité principalement au titre des axes intitulées « actionneurs, salle blanche, nano-polissage et hot embossing ». Des orientations nouvelles concernent l’organisation d’un atelier pilote, la prise en compte des projets technologiques dans les PMI et la réflexion autour de la constitution d’un pôle de micro-métrologie. L’ensemble de ces orientations sont bien adaptées aux besoins du tissu des PMI régionales du secteur des microtechniques. NB : le CTM est l’antenne régionale du Réseau Micro et Nanotechnologies (RMNT).

Les moyens techniques sont hérités du CETEHOR, puis du CTM d’une part, et d’autre part ceux que les laboratoires bisontins des microtechniques mettent à disposition des activités de transfert. Les moyens en personnel qui sont actuellement de 4 personnes seront plus que doublés pour atteindre 8,5 personnes pendant l’année 2005. La nouvelle orientation choisie par le Président du CTMN est de recruter des jeunes diplômés susceptibles de s’intégrer dans le milieu industriel à l’issue d’une période de 5 ans passée au CTMN. Cette politique implique donc une orientation et une formation interne des personnels assez importante, elle accentue par ailleurs la mission de transfert qui est dévolue au centre.

• Actions en cours
Diverses actions thématiques ou structurantes sont actuellement menées au sein du CTMN :
1 – Hot embossing : (emboutissage à chaud de plaques de polymère) les travaux consistent à développer une technique de double embossing et à travailler à plus haute température.
2 – L’atelier pilote : il est constitué d’une scie micronique, d’une machine de micro-injection, d’une machine à électo-érosion à fil très fin, et à terme d’un laser femto-seconde. Un technicien sera responsable de leur fonctionnement, de l’accueil des industriels et de leur personnel en formation.
3 – Projets technologiques des PME : afin de porter des projets innovants pour un temps limité. Le CTMN assure le recrutement, l’encadrement, l’examen des projets et une partie du financement.
4 – Le pôle de métrologie : il s’agit pour l’année 2005 de préparer la mise en place d’outils pouvant constituer la création d’un pôle de métrologie pour les pièces de petite dimension, en partenariat avec le LNE et des industriels régionaux, MECASEM et DIGITAL-SURF).
5 - Le chargé d’affaire : un ingénieur à recruter aura une mission commerciale en faveur des membres de l’association, la recherche de nouveaux partenaires et clients du CTMN et sa représentation dans les instances et réseaux RMNT.
6 – La veille technologique : dans le domaine des micro et nanotechnologie avec l’émission d’une lettre d’information. Le recours à un spécialiste extérieur est envisagé. L’indicateur d’impact sera le nombre de contrats réalisés avec des PME régionales, l’objectif étant d’au minimum 10 contrats.

	Haut de page

IV • UN LABORATOIRE COMMUN AVEC L’INDUSTRIE : LE LPMX

- Description du LPMX
Une partie de l’équipe « Acoustique et Microsonique » du LPMO a formé en juillet 1996 un laboratoire commun avec la société « Thomson Microsonics », qui a maintenant été rachetée par le société TEMEX. Cette société avait en effet besoin d’un partenariat solide en recherche au moment où le marché des téléphones portables était en explosion. Les compétences du LPMO en acoustique ont permis d’épauler efficacement TMX au moment où son effort était totalement dédié à la production de filtres acoustiques à ondes de surface (filtres SAW) qui sont des composants clés des téléphones portable. Après le rachat par TEMEX, l’effectif de ce laboratoire a un peu diminué.

- Ressources humaines : 6 personnes au total en 2004 (3 chercheurs ou ingénieurs de FEMTO-ST et 3 ingénieurs du service recherche de la société TEMEX).

- Budget annuel : le LPMX est financé à hauteur de 600 kÛ par an avec une partie « récurrente» (environ 200 kÛ pour FEMTO-ST et 200 kÛ pour TEMEX). A cela s’ajoutent des contrats externes (européens en particulier), permettant d’obtenir un « volume d’affaires » de l’ordre de 200 kÛ par an.

- Productions du LPMX
Outre diverses publications, le LPMX est à l’origine de :
- 6 brevets, qui ont été déposés par TMX au titre du laboratoire commun.
- De nombreux contrats (GAPOCRYST, OASIS, UMIC, LASAW). La plupart sont des contrats européens ou des contrats accordés par les réseaux de technologie (RMNT, RNTS, etc.)
4 contrats d'accompagnement de thèse ou de post-doc (Y. Fusero, T. Pastureaud, F. Edoa, A. Soufyane).
- Une bourse CIFRE a été demandée dans le cadre du LPMX : T. Pastureaud.
- 6 Thèses ont été soutenues dans le cadre du LPMX : T. Pastureaud, P.Ventura, A. Bidard, S. Camou, E. Henry-Briot,Y. Fusero.
- Par ailleurs, M. Solal, ingénieur de TMX, a pu soutenir une Habilitation à Diriger des Recherches (HdR) par l’intermédiaire de sa participation au LPMX.

	Haut de page

V • LA CREATION D’ENTREPRISES

L’institut FEMTO-ST est à l’origine de 6 entreprises régionales, dont certaines se sont développées à l’échelle nationale. Si on ne considère que le domaine des microtechniques, on peut considérer que FEMTO-ST est à l’origine de 4 entreprises dont l’activité est directement liée aux microtechniques (il s’agit des 4 premières qui sont citées ci-dessous)

	Haut de page

V - 1 PHOTLINE Technologies (composants opto-électroniques)
Cette entreprise issue du département LOPMD de FEMTO-ST fabrique des produits d’optique intégrée issus directement des microtechnologies sur substrat Niobate de Lithium développées à FEMTO-ST.

« PHOTLINE Technologies » est une société créée en septembre 2000 par Henri Porte, Pascal Mollier et Jérôme Hauden, trois chercheurs et enseignants chercheurs du LOPMD (département d’Optique de FEMTO-ST). L'objectif initial de cette création d'entreprise a visé le transfert de technologie développée au sein de ce laboratoire dans le domaine industriel afin d'introduire une nouvelle génération de modulateurs électro-optiques à base de niobate de lithium destinée notamment au marché des télécommunications optiques. Les produits et applications visées concernent principalement le marché des modulateurs à 10 Gb/s et 40 Gb/s destinés aux systèmes de transmissions très hauts débits, longue et moyenne distance.

Aujourd'hui, PHOTLINE propose l'ensemble des solutions pour la modulation optique ultra-rapide jusqu'à 40GHz basée sur la technologie du niobate de lithium, à toutes longueurs d'onde (1550nm, 1310nm, 1064 nm), de tout type (phase, intensité) et associées au moyens électroniques d'amplification (drivers) et d'asservissement (Modulator Bias Controller).

L'équipe de PHOTLINE est constituée d'une douzaine de personnes réparties sur deux sites sur Besançon, sur la campus de la Bouloie pour la partie administration, conception, technologie et fabrication d’une part, et rue Lavoisier dans la zone des Tilleroyes pour le montage et le laboratoire de tests, mesures, qualification et développements systèmes d’autre part. PHOTLINE assure un chiffre d’affaires de l’ordre de 1 MÛ/ an.

La technologie de la société est basée sur un brevet fondateur déposé en novembre 2000 par le CNRS au moment de la création de l'entreprise. Ce brevet a fait l’objet d’une collaboration avec