Etude et réalisation de Gyromètres ThermIques – AGYR

Le gyromètre thermique proposé dans ce projet est en rupture technologique par rapport aux gyromètres traditionnels vibrants qui sont très mal adaptés à la tenue aux chocs. En effet, grâce à leur architecture, les gyromètres thermiques devraient être résistants à des accélérations de l’ordre de quelques milliers de g à quelques 10 000 g. Après la phase d’accélération et leur survie à ces environnements extrêmes, le capteur devra permettre la mesure de vitesses angulaires allant de 300°/s à 4000°/s avec des stabilités de l’ordre de 10°/h. L’objectif principal de cette étude consiste à développer un certain nombre de solutions technologiques toutes basées sur des phénomènes thermiques contrôlés et leurs détecteurs associés afin de mesurer les vitesses angulaires précédemment citées. D’autre part le recourt aux micro-technologies permettra de réduire fortement l’encombrement et d’atteindre des coûts de fabrication concurrentiels.
Cela permet d'envisager des applications duales aussi bien dans le domaine de la défense que dans le civil. En effet dans le premier des domaines cités, il y aurait des applications dans le domaine des munitions guidées canon ou des missiles où la connaissance de l’environnement de ces dispositifs est primordiale afin de limiter les risques inhérent à la manipulation de tels objets ou bien encore de limiter les dommages collatéraux lors des tirs.
Dans le domaine civil, ces dispositifs seraient utilisés comme capteurs de vitesse angulaire dans des environnements de vibrations ou d’accélérations très sévères comme par exemple la prospection minière ou pétrolière dans des puits déviés et les transports où les crash-tests nécessitent une instrumentation de plus en plus performante.
A l’heure actuelle, il n’existe que très peu de micro-dispositifs fonctionnant dans ce type d’environnement avec de bonnes caractéristiques de stabilité et de précision dont le principe général de fonctionnement s’appuie sur une masse sismique mise en vibration (soit par phénomène électrostatique, soit par piézoélectricité) dont la dynamique de déplacement est influencée par la mise en rotation du référentiel auquel le système de mesure est rattaché. Le développement d’un tel capteur MEMS (Micro Electro Mechanical System) basé sur les échanges thermiques est une innovation majeure dans ce domaine puisqu’en rupture technologique totale avec ce qui existe par ailleurs. De plus, couplé à l’accéléromètre thermique à convection, l’ensemble constitue une solution complète permettant d’envisager une centrale de navigation inertielle en complète rupture avec ce qui existe déjà.