Des matériaux et des composants fonctionnels pour garder les produits en papier dans la course
Les chercheurs du projet APPLE (Autonomous printed paper products for functional labels and electronics) se sont attachés à fabriquer des circuits électroniques à faible consommation, via des techniques d'impression. Leurs travaux ont conduit à une nouvelle génération de produits imprimés, évolués et durables. Dès le début, le projet APPLE visait des produits en papier dotés de certaines propriétés autonomes et susceptibles d'interagir avec un utilisateur ou de signaler des changements dans leur environnement. Il s'est traduit par des étiquettes imprimables aux nombreuses fonctionnalités, capables d'indiquer la température, la toxicité ou le niveau de pollution. Le projet a produit des matériaux fonctionnels sophistiqués (papier, fibres et encres), des composants fonctionnels (alimentation, capteurs de gaz et de température, affichage électrochimique et transistors) et des composants périphériques (conducteurs, résistances et connexions). Il a aussi réalisé des outils de simulation électrique, et un système dédié de contrôle qualité en ligne pour les produits en papier avec électronique imprimée. Le processus de fabrication économique du projet APPLE est basé sur des techniques d'impression et d'intégration couramment utilisée dans le secteur de l'impression. Il tient compte de la nécessité de séparer l'impression des composants électroniques et celle de l'étiquette esthétique qui recouvre et protège le circuit électronique. Les démonstrateurs finaux du projet APPLE ont été primés lors de la conférence LOPEC de mars 2015, la plus grande foire/exposition internationale de l'électronique imprimée. Il s'agissait de Demo1, un dispositif on/off informant de la présence d'un gaz dangereux, et de Demo2, une affiche au format A0, capable de reconnaître trois niveaux de gaz et d'afficher immédiatement les valeurs. Pour les deux démonstrateurs, la conception de l'impression a tenu compte des contraintes physiques dans le comportement de l'imprimante, des difficultés de l'impression, et de l'identité graphique du produit réel (comme la taille du poster et les dimensions de l'affichage). La méthodologie mise au point par le projet APPLE pour ces démonstrateurs peut s'appliquer à n'importe quel produit en papier avec électronique imprimée et intégrant dans un circuit électrique dédié un capteur, un afficheur et l'alimentation. L'analyse du cycle de vie des circuits imprimés sur papier a montré un très faible impact carbone et autres sur l'environnement, par rapport à l'électronique classique. Les travaux et les résultats du projet contribuent à renouveler le secteur du papier, grâce à des produits fonctionnels à plus grande valeur ajoutée. La solution pourrait aussi s'appliquer à des secteurs en rapport avec la sécurité publique, les emballages ou encore la production et l'utilisation de produits chimiques.
Mots‑clés
Matériaux fonctionnels, produits en papier, électronique imprimée, impression, composants fonctionnels
