Fin mars se sont déroulées à Paris les deuxièmes rencontres de l’électronique imprimée organisées par Lagoa : l’occasion de faire le point sur cette filière naissante qui emploie déjà environ 1 millier de personnes dans l’Hexagone ; l’objectif de l’Afelim, -l’association française qui la représente (26 adhérents)-, est d’en doubler l’effectif pour atteindre 2000 personnes d’ici la fin de 2012.

Comme lors de la première édition, nous avons été frappés par l’extrême diversité des acteurs de cette filière qui se construit et par le large spectre des applications qui s’ouvre à elle.

Si l’on s’en tient à l’étude de marché présentée par IDTechEx, ce gisement d’applications est gigantesque. En 2012, le marché de l’électronique imprimée (ou potentiellement imprimée) devrait atteindre 9,4 milliards de dollars. En fait, la plupart des applications actuelles de l’électronique imprimée (OLAE pour Organic and Large Aera Electronics) ne sont pas imprimées et sont sur substrat de verre. Seulement 6% du marché concerne actuellement des produits sur circuits souples et seulement 30% font appel à une technologie d’impression. IDTechEx estime que ces ratios atteindront respectivement 33% et 45% en 2022, pour un marché total qui dépasserait alors les 60 milliards de dollars.



Mais plus intéressants ont été les témoignages concrets des acteurs cette industrie en devenir. On peut classer schématiquement les applications de l’électronique imprimée en deux catégories : celles qui font appel à l’électronique imprimée pour réduire les coûts et celles qui l’utilisent pour fabriquer des produits qui n’existeraient pas sans elle.

Pour doucher les espoirs des doux rêveurs, Gemalto a tout d’abord expliqué pourquoi, malgré plus de 15 ans d’essais et de tentatives, le fabricant de cartes à puce n’a pas réussi à rendre acceptables ces technologies dans ses usines. Construit à partir de Gemplus, Gemalto a hérité, -au fur et à mesure d’acquisitions (Solaic notamment) et de ses propres travaux de R&D-, de technologies d’impression permettant de réaliser les pistes d’interconnexion des cartes à puce ou de sérigraphier les antennes des cartes sans contact, voire de réaliser des afficheurs rudimentaires pour afficher le solde d’une carte bancaire, par exemple. A ce jour, aucune de ces technologies n’a franchi le cap de l’industrialisation. Les matériaux restent chers, notamment les encres conductrices ; les encres à charge de cuivre sont moins onéreuses, mais moins performantes ; pour les antennes, le fil de cuivre reste imbattable (de l’ordre de 1 centime d’euro de coût matière pour une longueur développée de 1 mètre) ; les procédés de coalescence ne sont pas adaptés à la basse température impérative pour une carte plastique ; la cadence et le coût de production des machines de production ne pas compétitifs. Sur ce dernier point, Gemalto rappelle qu’on trouve sur le marché pour de moins de 100 000 euros des machines de bonding capables de réaliser 30 000 fils par heure pour relier la puce aux pistes de la carte. Pour quelle raison faudrait-il alors remplacer les fils par des pistes conductrices réalisées par impression ?

Si Gemalto n’a pas fait entrer l’électronique imprimée dans ses usines, il n’en continue pas moins ses travaux dans ce domaine. En témoigne son appartenance à la plate-forme Micro-Packs à Gardanne, près de Marseille, créée pour répondre aux besoins en prototypages rapides en électronique imprimée (jet d’encre et sérigraphie). Cette plate-forme de recherche en salle blanche permet de mutualiser les risques en partageant les investissements, pour soutenir les industriels dans cette phase délicate de démarrage où les technologies et les marchés ne sont pas encore stabilisés. La plate-forme accorde deux modes accès à ses équipements et services : la location pour l’accès au équipements ou le partenariat en devenant membre pour s’engager sur la durée et la gestion de Micro-Packs. Cette ligne de prototypage en salle banche constitue un véritable atelier de microfabrication : 10 tranches de silicium permettent de créer 500 000 étiquettes RFID. Plus vraiment une pré-série…

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Le textile constitue la porte d’entrée la plus naturelle vers l’électronique imprimée. L’IFTH, l'Institut Français du textile et de l'habillement, en a fait une fois de plus la démonstration. Ici, les applications peuvent être ludiques (un tutu lumineux brodé en fibre optique pour des spectacles) ou très professionnelles (des pansements intelligents pour accélérer la cicatrisation, ou des textiles de renfort instrumenté pour le monitoring des ouvrages d’art, par exemple). Sans compter des rideaux lumineux d’un côté et avec induction photovoltaïque de l’autre pour capter l’énergie, des moquettes instrumentées pour la surveillance à domicile des personnes âgées, des drapeaux qui changent de couleur pour renseigner sur la qualité de l’air sur les plages, etc. Si le sport est actuellement le premier débouché du textile intelligent (Adidas a commercialisé à des millions d’exemplaires un tee-shirt qui mesure le rythme cardiaque), dès 2015, la santé va prendre le dessus sur le sport pour en devenir le premier marché, assure l’IFTH.

Tous ces travaux et bien d’autres sont actuellement menées par les industriels du textile et de l'habillement. Ces industriels réclament des encres spécifiques au textile et ont pour objectif… de passer le cap des plus de 20 lavages en machine. Ils affirment qu’ils y sont presque.

Pour la bio-électronique et les neurosciences, l’avènement de l’électronique imprimée est plus lointain, mais les recherches ont commencé, comme au département bioélectronique de l’école des Mines de Saint-Etienne créé en 2009. Ce département a réuni côte à côte un laboratoire de biologie et un laboratoire d’électronique avec trois axes de développement : les neurosciences (mesurer l’activité électrique de neurones, mais aussi les stimuler, d’où l’importance de l’interfaçage des neurones) ; les diagnostics médicaux et enfin l’ingénierie tissulaire.

L’éclairage Oled, le photovoltaïque ont fait également l’objet de présentations pour montrer les potentialités de l’électronique imprimée. Une discipline également indispensable pour le produit-phare du moment : la tablette électronique. Stantum, une start-up bordelaise de 30 personnes qui avait réalisé la première tablette « multitouch » en 2005 avant l’arrivée de l’iPhone en 2007, vend désormais des licences de sa technologie d’interface tactile « touch & write » avec stylet passif. Ces tablettes, dont l’ambition est de marier l’ergonomie et « l’intuitivité de l’interface tactile avec la créativité de la feuille de papier » devraient représenter à terme un marché de 300 millions d’unités par an. Juste après l’écran, le capteur tactile constitue le deuxième poste de dépense du contenu composants d’une tablette : entre 15% à 20% du prix de la nomenclature composants de l’appareil. Toute avancée pour réduire le coût de cette interface tactile serait donc décisive pour s’imposer face à la concurrence. Or dans ce domaine l’électronique imprimée a un grand rôle à jouer : pour la réalisation des électrodes transparentes sur la surface de visualisation, des électrodes opaques sur le pourtour de l’écran, sans compter les pistes de circuits flexibles et les connecteurs. Le remplacement de l’ITO (oxyde d'indium dopé à l'étain) cher et fragile comme matériau conducteur et transparent est un objectif majeur, de même que la réalisation de pistes périphériques de plus en plus fines et d’un procédé de fabrication « roll to roll » intégral pour réduire drastiquement les coûts. Aux acteurs de l’électronique imprimée d’y répondre !

Enfin, Jean-Yves Gomez, président de l’Afelim, a rappelé l’ambition de l’association d’élargir le champ des possibles de l’électronique imprimée, en rassemblant les acteurs de la filière pour développer rapidement les applications nécessaires aux multiples marchés demandeurs et s'attacher particulièrement à promouvoir la profession auprès des pouvoirs publics et des utilisateurs. Beaucoup de chemin a été parcouru depuis un an, et la création prochaine d’un programme d’enseignement spécifique à l’électronique imprimée avec l’université de Nantes (Polytech-Nantes) va donner plus de visibilité à la filière. «Il existe aujourd’hui des mines de technologies dans nos laboratoires ; à nous de les faire émerger le plus rapidement possible sur le marché avec des produits commercialisables », s’enthousiasme le président de l’Afelim.