Intrinsèquement pluridisciplinaire, ce domaine traite de la science et de la technologie de fabrication des pièces et des systèmes. Qu’il s’agisse d’enlever, d’ajouter ou de transformer de la matière, il étudie comment les différents apports d’énergie et de matériaux peuvent être combinés pour obtenir de nouvelles formes, de nouvelles propriétés des matériaux ou de nouvelles fonctions intégrées dans des pièces ou des systèmes complexes. Il s’appuie sur les connaissances fondamentales de la science des matériaux, de la photonique et du contrôle et de l’ingénierie des systèmes.

Dans le monde entier, il y a un effort de recherche global sur ce sujet qui a été identifié comme l’un des domaines essentiels pertinents pour les défis globaux de la société moderne.

Ce domaine est l’un des principaux sujets de partenariat avec le CSEM et le Centre de Recherche en Micro-Fabrication – M2C, situé sur le campus associé de Neuchâtel. En termes de pertinence industrielle, le thème est actuellement soutenu par deux chaires parrainées (chaires Richemont et PX).

Key research themes

• Fabrication de microsystèmes (MEMS) (basée sur des procédés en salle blanche) : en tant que catégorie spécifique de méthodes et de procédés de fabrication, les procédés en salle blanche, popularisés avec l’avènement de la micro-électronique au cours des quatre dernières décennies, sont essentiels pour les systèmes complexes hautement intégrés. Non limités au silicium, les nouveaux sujets dans ce domaine comprennent l’intégration multifonctionnelle (avec les systèmes biologiques en particulier), « organ-on-a-chip », les systèmes à micro-/nano-échelle, les cellules solaires de la prochaine génération et les circuits intégrés photoniques (PICS).
• Fabrication additive/soustractive : initiée il y a plus de 20 ans, mais popularisée récemment par l’adoption massive des moyens de prototypage en 3D et la tendance mondiale à repenser les chaînes d’approvisionnement, ce thème explore la manière dont les pièces en 3D peuvent virtuellement être fabriquées à partir de n’importe quel matériau (métaux, matériaux inorganiques et organiques). Il s’agit de comprendre les propriétés des matériaux des pièces fabriquées en 3D et d’étudier les processus permettant d’obtenir des pièces miniaturisées en 3D à haute résolution. Il comprend également des processus soustractifs basés sur les processus d’impression 3D, qui sont en quelque sorte la version négative des processus additifs.
• Fabrication durable : en réponse aux défis environnementaux et sociétaux mondiaux, le thème porte sur l’étude de nouveaux processus et méthodes de fabrication visant à réduire notre empreinte énergétique tout en réalisant des fonctionnalités complexes.
• Transformation/fonctionnalisation des matériaux : la fabrication avancée consiste également à fonctionnaliser les matériaux, c’est-à-dire à leur conférer des propriétés qui n’existaient pas à l’origine, dans la perspective d’un système de construction.
• Fabrication au niveau du système : emballage, interfaces et intégration du système. Ce sujet est largement reconnu dans l’industrie comme étant souvent le goulot d’étranglement en termes de coûts et de performances des produits de haute technologie. Il reste en général peu abordé par le monde universitaire malgré sa forte pertinence industrielle. Pourtant, la combinaison de matériaux multiples et l’assemblage précis de pièces dans le cadre d’une intégration efficace des systèmes sont autant de questions qui constituent des sujets de recherche pluridisciplinaires.