ELUSIVE - Pour de l’électronique durable
Ingénierie et Architecture
L’initiative ELUSIVE en partenariat avec Sonceboz SA et le CSEM, s’attaque au défi environnemental posé par les circuits imprimés (PCB), dont le substrat dominant, le FR4, est difficilement recyclable. Le projet explore une alternative durable à base de matériaux biodégradables — les substrats Jiva™, solubles dans l’eau — tout en surmontant leurs faiblesses mécaniques et de durabilité via une encapsulation céramique par dépôt en couches atomiques (ALD).
L'objectif central était de renforcer ces PCB écologiques en y ajoutant une couche protectrice d’Al₂O₃. Cette couche mince, rigide et dense, vise à : 1) retarder la dégradation, 2) améliorer les propriétés mécaniques, et 3) potentiellement permettre une dégradation contrôlée à la demande. Des tests ont été menés sur des prototypes incluant différents dépôts (10, 50 et 100 nm), sans altération de la fonctionnalité des circuits.
Les résultats montrent que les PCB Jiva™ encapsulés conservent leur intégrité électrique après 1'000 cycles thermiques (-40/+105 °C), contrairement aux versions non protégées. Des tests mécaniques sur films de Kapton® ont également confirmé une réduction de la déflexion, démontrant une rigidité accrue à partir de 50 nm d’épaisseur.
Une analyse du cycle de vie a été réalisée, révélant que la majorité de l’empreinte carbone des actionneurs électroniques provient des PCB et composants associés. L’adoption de substrats biodégradables, associée à une pâte à braser basse température, a permis de réduire la consommation énergétique des procédés d’assemblage (jusqu’à 30 %).
Tous les objectifs scientifiques du projet ont été atteints. L’approche, validée en conditions industrielles, ouvre la voie à une adoption plus large de PCB écologiques. Une suite au projet a été proposée dans le cadre de l’appel “Plan Climat” du canton du Jura, avec l'ajout d'un partenaire spécialisé en recyclabilité.
Un appel à projets destiné aux entreprises pour stimuler leur innovation, leur compétitivité et leur durabilité
Le projet décrit ci-dessus fait partie d'un appel à projets extraordinaire intitulé "Innovation, compétitivité et durabilité", lancé par le domaine Ingénierie et Architecture de la HES-SO. Ces fonds sont destinés aux professeur-es proches des sociétés de services et d'entreprises suisses. Les hautes écoles concernées par cet appel à projets sont :
- HE-Arc Ingénierie ;
- Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg - HEIA-FR ;
- Haute école du paysage, d'ingénierie et d'architecture de Genève (HEPIA) ;
- HES-SO Valais-Wallis - Haute Ecole d'Ingénierie - HEI ;
- Haute Ecole d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud - HEIG-VD ;
- CHANGINS - Haute école de viticulture et œnologie.