Brevet FR3073284A1 — publié le 20190510

CAPTEUR DE GRADIENT DE CHAMP MAGNETIQUE A SENSIBILITE AUX VIBRATIONS REDUITE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE ET ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE La présente invention se rapporte à un capteur de gradient de champ magnétique offrant une sensibilité réduite aux vibrations. Les capteurs de gradient de champ magnétique peuvent par exemple être utilisés dans la détection de la position angulaire d'un arbre à came ou d'un vilebrequin dans les moteurs à combustion. Par exemple un dispositif de détection de la position angulaire d'un arbre à came ou d'un vilebrequin comporte une roue, dite « cible », reliée à l'arbre et munie de dents et de creux, et un capteur de position disposé en regard de la roue. Le capteur de position comporte un aimant permanent et un ou plusieurs magnétomètres. Les dents et creux de la roue concentrent ou non les lignes de champs de l'aimant permanent, ce qui a pour effet de faire varier le champ magnétique au niveau du ou des magnétomètres. Le dispositif de détection est soumis aux contraintes suivantes : - le dispositif doit être capable de détecter de faibles variations de champ magnétique, alors que le champ magnétique permanent ou commun induit par l'aimant permanent est très élevé, - il subit des vibrations mais celles-ci ne doivent pas ou peu affecter les mesures, - il est soumis à de forts champs magnétiques externes parasites (ou bruits magnétiques) qui ne doivent pas ou peu perturber la mesure. Afin de réaliser un capteur de gradient de champ magnétique, deux magnétomètres disposés à une distance donnée l'un de l'autre sont associés. En soustrayant les deux signaux on obtient la valeur du gradient de champ magnétique selon une direction. 2 Cette technique permet de détecter le passage d'un creux à une dent, ou inversement : un des deux magnétomètres recevant alors un signal plus fort que l'autre. Elle permet également de s'affranchir du champ statique, puisqu'il disparaît lors de la soustraction des deux signaux. L'effet des champs parasites qui sont à peu près 5 égaux au niveau des deux magnétomètres s'annulent également lors de la soustraction. Cette lecture de la dérivée spatiale, ou gradient, du champ magnétique permet donc de détecter de faibles variations de champ et de s'affranchir des champs magnétiques externes. Afin de rendre le dispositif robuste par rapport aux vibrations, on utilise 10 des capteurs sans pièce mobile, tels que les capteurs magnéto-résistifs comportant une ou des couches magnétiques dont la résistance varie en fonction du champ magnétique ambiant, ou des capteurs à effet Hall. Cependant, même si lors de la soustraction le champ magnétique commun est annulé, celui-ci est nécessairement mesuré par les deux magnétomètres. 15 Chaque magnétomètre doit être capable de mesurer le fort champ magnétique statique tout en gardant assez de précision pour mesurer les faibles variations que l'on souhaite mesurer. Par ailleurs en ce qui concerne l'annulation du champ commun et du bruit magnétique par soustractions des signaux des deux magnétomètres, celle-ci n'est 20 obtenue que si les magnétomètres et leur chaine de lecture sont complétement identiques. Ceci signifie qu'une différence de gain ou de phase du signal, d'orientation des magnétomètres ou toute autre dissymétrie entre les deux magnétomètres ne permet pas une annulation complète des bruits magnétiques et du champ commun. Le document US2007 0096729 décrit un dispositif capable à la fois de 25 mesurer un champ magnétique et un gradient de champ magnétique. Il comporte une structure suspendue mobile uniquement en translation. Elle comporte deux jambes à distance l'une de l'autre parcourues par des courants circulant en sens opposé. Lorsqu'un gradient magnétique existe, les deux jambes sont soumises à des forces de Lorentz qui s'exercent en sens opposée. La translation de la structure résulte de la résultante de forces de Lorentz. Il est alors possible de remonter au gradient de champ magnétique. 3 Cette structure étant mobile en translation, elle est très sensible aux vibrations. EXPOSÉ DE L'INVENTION C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un capteur 5 de gradient de champ magnétique capable de mesurer une différence de champ magnétique selon une direction entre deux points de l'espace, peu ou pas sensible aux vibrations et offrant une sensibilité suffisante pour mesurer de faibles différences de champ magnétique. Le but énoncé ci-dessus est atteint par un capteur de gradient de champ 10 magnétique comportant une structure mécanique actionnable selon au moins un mode mécanique équilibré, des moyens de transduction des champs magnétiques détectés en deux points de la structure en une résultante mécanique de la différence entre ces champs magnétiques et des moyens de transduction de la résultante mécanique en une résultante électrique. 15 Grâce à l'invention, en mettant en oeuvre une structure mécanique pouvant être actionnée selon au moins un mode équilibré, on peut séparer les différents signaux d'entrée, i.e. le gradient de champ, le champ magnétique moyen, les vibrations, en amont des moyens de transduction mécanique-électrique. En effet, les composantes de gradient de champ magnétique génèrent 20 des mouvements du mode équilibré, alors que le champ magnétique moyen ou commun peut éventuellement mettre en mouvement le ou les modes non-équilibré(s). Quant aux forces inertielles issues des vibrations du milieu environnant, elles ne génèrent principalement que des mouvements du mode non-équilibré. Ainsi en réalisant un dispositif qui comporte au moins un mode équilibré 25 qui, en outre, présente un gain de transduction électromécanique et/ou un gain de transduction magnétique-mécanique plus élevés pour les mouvements dans le mode équilibré, le dispositif délivre un signal proportionnel au gradient de champ magnétique qui est peu perturbé par les signaux parasites, tels que les vibrations et le champ magnétique moyen. 4 Par exemple, une structure présentant des gains de transduction électromécaniques équivalents pour les modes équilibré et non-équilibré est telle qu'elle présente une sensibilité mécanique-magnétique dans le mode équilibré plus élevée que dans le mode non-équilibré. 5 Dans un autre exemple, la structure présente un gain de transduction électromécanique des mouvements dans le mode équilibré très supérieur à celui des mouvements dans le mode non-équilibré, ceci est par exemple obtenu par une structure comportant deux masses aptes à se déplacer dans la même direction et dans des sens opposés, et comportant des moyens de transduction électromécanique mesurant le 10 déplacement de chacune des masses. La dynamique d'entrée de l'électronique de lecture du dispositif selon l'invention est alors grandement réduite, car l'effet du champ magnétique moyen est annulé ou pour le moins sensiblement diminué. Il est alors possible d'utiliser une électronique relâchée et/ou d'augmenter les performances du capteur. Il en est de même 15 pour la gamme de variation de déplacement mécanique ou d'effort mécanique dans la structure, ce qui permet de diminuer les contraintes sur la résistance du dispositif de détection mécanique, tout en conservant un bon niveau de résolution de mesure. En outre, puisque la différence des signaux d'intérêt est réalisée mécaniquement, donc très tôt dans la chaîne de mesure, il est possible de mutualiser un 20 grand nombre de composants de la chaîne du conditionnement. En outre les parties de la chaîne de mesure qui ne sont pas communes comportent peu de composants, il est alors plus aisé de réaliser deux parties offrant des propriétés proches en termes de gain de transduction,... Les moyens de transduction magnétique-mécanique peuvent comporter 25 un ou des matériaux magnétiques permanents, ou des conducteurs électriques traversés par des courants électriques pour générer des forces de Laplace. La mise en oeuvre de conducteurs électriques permet avantageusement de pouvoir mesurer soit le gradient de champ magnétique, soit le champ magnétique permanent en inversant le sens de circulation du courant dans un des deux conducteurs. Les moyens de transduction 5 électromécanique peuvent être de type capacitif, piézorésistif, piézoélectrique ou résonant. La présente invention a alors pour objet un capteur de gradient de champ magnétique comportant un support et une structure comportant au moins un 5 premier et un deuxième élément mobile, au moins un senseur magnétique solidaire mécaniquement d'un des premier et deuxième éléments mobiles, de sorte à pouvoir appliquer un effort mécanique à la structure en présence d'un gradient de champ magnétique, des moyens de couplage entre le premier élément mobile et le deuxième élément mobile, de manière à ce que la structure puisse être déplacée selon au moins un 10 mode mécanique équilibré en présence d'un gradient de champ magnétique, et des moyens de mesure du déplacement de la structure au moins pour le mode équilibré. Par exemple, le capteur de gradient de champ magnétique comporte au moins deux senseurs magnétiques, chacun des senseurs magnétiques étant solidaire mécaniquement d'un des premier et deuxième éléments mobiles, de sorte à pouvoir 15 appliquer un effort mécanique à la structure en présence d'un gradient de champ magnétique, des moyens de couplage entre le premier élément mobile et le deuxième élément mobile, de manière à ce que la structure puisse être déplacée selon au moins un mode mécanique équilibré en présence d'un gradient de champ magnétique, et des moyens de mesure du déplacement de la structure au moins pour le mode équilibré. 20 Selon un exemple de réalisation, les moyens de couplage mécanique peuvent être tels qu'ils autorisent un déplacement en translation du premier élément mobile et du deuxième élément mobile l'un par rapport à l'autre le long d'une première direction donnée au moins en sens opposé, correspondant au mode mécanique équilibré. Les moyens de couplage mécanique peuvent également être solidaires de deux autres 25 éléments mobiles en translation selon une direction orthogonale à la première direction et empêchant le déplacement en phase des premier et deuxième éléments mobiles, correspondant à un mode mécanique non-équilibré. Les moyens de couplage mécanique peuvent être un ressort, par exemple en forme de losange, les premier et deuxième éléments mobiles étant reliés chacun à un sommet du losange, les sommets étant 30 opposés. 6 Selon un autre exemple, les moyens de couplage mécanique forment une articulation pivot de la structure sur le support. Les moyens de couplage mécanique peuvent relier rigidement le premier élément mobile et le deuxième élément mobile. 5 Les moyens de mesure du déplacement de la structure en mode équilibré peuvent être des moyens capacitifs. Les moyens de mesure du déplacement de la structure en mode équilibré peuvent comporter au moins deux peignes capacitifs, un peigne (étant solidaire d'un élément mobile et un peigne est solidaire du support et les peignes paires peuvent être connectés électriquement en parallèle. En variante, les 10 moyens de mesure du déplacement de la structure en mode équilibré peuvent comporter au moins une jauge de contrainte suspendue entre le support et les moyens de couplage. Selon un autre exemple, le capteur de gradient de champ magnétique comporte deux ensembles, chaque ensemble comportant le premier ou le deuxième élément mobile, les moyens de couplage mécanique reliant les deux ensembles. Chaque 15 ensemble peut avoir un mode équilibré. Chaque ensemble peut être articulé en rotation sur le support autour d'un axe de rotation, les deux axe de rotation des deux ensembles étant parallèles, les moyens de couplage étant tels qu'ils autorisent les mouvement de rotation des deux ensembles en sens opposés et empêchent les mouvements de rotation des deux 20 ensembles dans le même sens. Dans un exemple de réalisation, chaque senseur magnétique comporte au moins un matériau magnétique permanent déposé sur au moins un élément mobile. Les deux senseurs magnétiques peuvent avoir des moments magnétiques d'orientation opposée. Les deux senseurs magnétiques peuvent avoir des 25 moments magnétiques de même orientation. Selon une caractéristique additionnelle, chaque senseur magnétique comporte au moins un conducteur électrique destiné à être traversé par un courant électrique. Le capteur de gradient de champ magnétique peut comporter des éléments conducteurs électriques souples reliant les éléments mobiles à des plots de contact 30 ancrés sur le support. Le au moins un conducteur électrique peut s'étendre dans une 7 direction telle que les forces de Laplace générées mettent en mouvement la structure du dispositif. En variante, le au moins un conducteur électrique est orienté en direction de l'axe de rotation de la liaison pivot formée par les moyens de couplage 5 mécanique. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise sur la base de la description qui va suivre et des dessins en annexe sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique d'une chaîne de 10 traitement du signal du capteur selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus représentée schématiquement d'un exemple de réalisation d'un capteur de gradient magnétique selon un premier mode de réalisation, - la figure 3 est une représentation schématique de la force mécanique 15 générée par un gradient de champ en présence d'un matériau magnétique de moment magnétique M, - la figure 4 est une vue de dessus représentée schématiquement d'une variante du capteur de la figure 2 mettant en oeuvre des jauges piézorésistives, - la figure 5 est une vue de dessus représentée schématiquement d'un 20 autre exemple d'un capteur selon le premier mode de réalisation, - la figure 6 est une vue de dessus représentée schématiquement d'un autre exemple d'un capteur selon le premier mode de réalisation, - la figure 7 une vue de dessus représentée schématiquement d'un exemple d'un capteur selon un deuxième mode de réalisation, la structure du capteur 25 étant mobile en rotation dans le plan, - les figures 8A et 8B sont des représentations schématiques du capteur de la figure 7 illustrant son fonctionnement dans le cas de senseurs magnétiques formés par un matériau magnétique permanent, 8 - les figures 9A et 9B sont des représentations schématiques du capteur de la figure 7 illustrant son fonctionnement dans le cas de senseurs magnétiques formés par des conducteurs électriques, - la figure 10 est une vue de dessus représentée schématiquement d'un 5 exemple d'un capteur selon un deuxième mode de réalisation, particulièrement adapté à la mise en oeuvre de senseurs magnétiques formés par des conducteurs électriques, - la figure 11 est une vue de dessus représentée schématiquement d'un exemple d'un capteur selon un autre mode de réalisation, - la figure 12A une vue de dessus représentée schématiquement d'un 10 exemple d'un capteur selon le deuxième mode de réalisation, la structure du capteur étant mobile en rotation hors-plan, - la figure 12B est une vue en coupe du capteur de la figure 12A le long d'un plan de coupe A-A', - la figure 13 une vue de dessus représentée schématiquement d'un 15 autre exemple d'un capteur selon le deuxième mode de réalisation, mettant en oeuvre deux ensembles mobiles en rotation dans le plan, - la figure 14 une vue de dessus représentée schématiquement d'un autre exemple d'un capteur selon le deuxième mode de réalisation, mettant en oeuvre deux ensembles mobiles en rotation hors-plan, 20 - la figure 15 est une représentation schématiquement d'un élément mobile d'un capteur selon l'invention comportant un senseur magnétique formé par des conducteurs électriques. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Dans la description qui va suivre le dispositif de mesure ou capteur de 25 gradient de champ magnétique sera désigné dispositif de mesure de gradient de champ ou capteur de gradient de champ. Sur la figure 1, on peut voir une représentation schématique de la chaîne de mesure du dispositif de mesure de gradient de champ selon l'invention. 9 La chaîne de mesure comporte des moyens de transduction magnétique-mécanique désignés TMM transformant le gradient de champ magnétique V'B en un effort mécanique proportionnel au gradient de champ qui génère un déplacement x, des moyens de transduction mécanique-électrique désignés TME 5 convertissant le déplacement proportionnel au gradient de champ magnétique en un signal électrique représentatif du gradient de champ magnétique, et des moyens de conditionnement du signal électrique désigné CSE produisant le signal de mesure s délivré par le capteur. Dans le cas où les moyens CSE mettent en oeuvre des jauges 10 piézorésistives, elles peuvent être montées en pont de Wheatstone. Le pont est polarisé en tension ou en courant, et le signal de mesure s est une lecture de la tension en sortie du pont. Dans le cas où les moyens CSE mettent en oeuvre des moyens capacitifs, les condensateurs à capacité variable sont polarisés. L'électronique de lecture absorbe et 15 dénombre les charges déplacées lors des variations de capacités. Dans le cas où les moyens CSE sont des moyens résonants mettant en oeuvre au moins une jauge, la jauge est excitée et est maintenue en vibration à sa fréquence de résonance par un asservissement, par exemple une boucle à verrouillage de phase ou PLL (Phase-Locked Loop en terminologie anglo-saxonne). La fréquence de 20 résonance varie en fonction de la contrainte dans la jauge et est mesurée. Les moyens de transduction magnétique-mécanique TMM présentent un gain ou sensibilité de transduction aux mouvements du mode équilibré désigné G, et aux mouvements du mode non-équilibré désigné Gne. Les moyens de transduction mécanique-électrique ou moyens de transduction électromécanique TME présentent un 25 gain ou sensibilité de transduction aux mouvements du mode équilibré désigné T, et aux mouvements du mode non-équilibré désigné Tne. Concernant le gain des moyens de transduction magnétique-mécanique, les efforts exercés sur le mode équilibré de la structure mécanique sont seulement proportionnels au gradient de champ magnétique. On peut alors écrire Fag OC all3i 10 Comme cela sera décrit par la suite, les moyens de transduction peuvent mettre en oeuvre des conducteurs électriques, dans lesquels circule un courant pour générer des forces de Laplace provoquant un déplacement d'une ou plusieurs parties du dispositif, ou un matériau magnétique. 5 Il en résulte un mouvement mécanique du mode équilibré désigné Xe caractérisé par une sensibilité de transduction mécanique : Xe = GeFaB Les modes non-équilibrés sont, quant à eux, sensibles aux vibrations et éventuellement au champ magnétique moyen. L'amplitude de vibration des modes non-équilibrés désigné xne s'exprime : xne - Gne(Fmb FB) 10 Des moyens de transduction électromécaniques tels que des peignes capacitifs, des jauges piézorésistives, dont les sensibilités à ces deux mouvements sont caractérisées par Te et Tne, transforment ensuite ces mouvements en un seul signal s : S = TeX e TneXne Soit s = TeGeFaB TneGne(Fma FB) L'invention propose un dispositif émettant un signal de sortie tel qu'il 15 soit peu perturbé par les signaux parasites tels que les vibrations et le champ magnétique permanent, en agissant sur les gains de transductions Ge, Gne, Te, Tne. Sur la figure 2, on peut voir un exemple de réalisation d'un dispositif de mesure de gradient de champ selon un premier mode de réalisation. Selon le premier mode de réalisation, les mouvements utiles des 20 éléments mobiles sont des mouvements de translations dans une direction donnée. Le dispositif D1 comporte un premier élément mobile ou masse 2 et un deuxième élément mobile ou masse 4 principalement en translation le long de la direction X. Chaque élément mobile 2, 4 est suspendu par rapport à un support 6 25 dans le plan du dispositif. De manière avantageuse, le premier élément mobile 4 est suspendu par quatre moyens de suspension 8 disposés au niveau des sommets des éléments mobiles 11 permettant de bloquer les degrés de liberté en rotation. Les moyens de suspension sont par exemple formés par des poutres souples permettant un déplacement du premier élément mobile 2 selon la direction X et limitant les déplacements du premier élément mobile 2 dans la direction Y et dans la direction Z. 5 Le deuxième élément mobile 4 est également suspendu avantageusement par quatre moyens de suspension 10 au niveau des sommets du deuxième élément mobile 4. Le moyens de suspension sont formés par des poutres souples permettant un déplacement du deuxième élément mobile 4 selon la direction X et limitant les déplacements du premier élément mobile 2 dans la direction Y et dans la 10 direction Z. Le dispositif comporte également des moyens de couplage mécanique 12 des deux éléments mobiles 2, 4 de sorte à actionner le dispositif selon au moins un mode équilibré. Les moyens de couplage 12 forment un ressort transmettant un effort d'une extrémité à l'autre du ressort. La forme des moyens de couplage peut être 15 quelconque. Dans l'exemple représenté, les moyens de couplage 12 comportent quatre poutres 12.1, 12.2, 12.3, 12.4 formant un losange. Une extrémité longitudinale des poutres 12.1 et 12.2 est connectée au premier élément mobile en un sommet Si et une extrémité longitudinale des poutres 12.3 et 12.4 est connectée au deuxième élément 20 mobile en un sommet S2. L'autre extrémité des poutres 12.1 et 12.3 est connectée à un plot d'ancrage 15 en un sommet S3 et l'autre extrémité des poutres 12.2 et 12.4 est connectée à un plot d'ancrage 17 opposé au plot 15 par rapport à l'axe X, en un sommet S4. La raideur est en particulier contrôlée par la largeur des poutres, le module d'Young du matériau utilisé, mais également l'angle des poutres les unes par rapport aux autres. 25 Dans l'exemple représenté, la connexion entre les poutres 12.1 et 12.3 au plot 15 se fait par l'intermédiaire d'une poutre 19 ancrée sur le plot 15 et la connexion entre les poutres 12.2 et 12.4 au plot 17 se fait par l'intermédiaire d'une poutre 21 ancrée sur le plot 17. Les poutres 19, 21 sont déformables en flexion et permettent aux sommets S2 et S4 de se déplacer selon la direction Y, mais ils ne se déplacent pas selon la direction 30 X, pour assurer que le centre du losange ne bouge pas. 12 Le losange se déforme principalement dans la direction X, les sommets Si et S2 se déplaçant l'un par rapport à l'autre le long de la direction X. Selon un autre exemple, les moyens de couplage comportent une structure de ressort composée de poutres en forme de U dont les bras principaux sont 5 perpendiculaires à la direction X. Les moyens de couplage 12 permettent à la structure d'être actionné selon au moins un mode mécanique équilibré et un mode mécanique non-équilibré. Un mode mécanique d'une structure est dit équilibré lorsque le centre d'inertie de la structure est immobile lors de la mise en mouvement de la structure selon 10 ce mode. A l'inverse un mode mécanique d'une structure est dit non-équilibré lorsque le centre d'inertie de la structure se déplace avec la structure qui est mise en mouvement selon ce mode. Dans l'exemple représenté, le mode équilibré correspond à un déplacement en opposition de phase des éléments mobiles, i.e. les sommets 51 et S2 se 15 déplacent symétriquement l'un par rapport à l'autre par rapport à l'axe Y. Les sommets 51 et S2 s'éloignent ou se rapprochent l'un de l'autre. Le mode non-équilibré correspond à un déplacement en phase des éléments mobiles, les sommets 51 et S2 se déplaçant simultanément dans le même sens dans la direction X. Dans l'exemple représenté et de manière avantageuse, le moyens TMM 20 comportent deux éléments de matériau magnétique permanent 11, 13, chaque élément de matériau magnétique 11, 13 étant solidaire en mouvement de chaque élément mobile 2, 4 et apte à mettre en mouvement chacun des éléments mobiles 2, 4 sous l'effet d'un champ magnétique. Les éléments 11 et 13 sont désignés « senseurs magnétiques ». Un matériau magnétique présente un moment magnétique M, qui est orienté, de sorte à 25 générer une force mécanique sur l'élément mobile dans la direction de déplacement de celui-ci, selon l'axe X dans l'exemple représenté, en présence d'un gradient de champ magnétique. Dans cet exemple et plus généralement pour les structures dont la masse est en mouvement de translation imposé, un seul senseur sur un des éléments 13 mobiles peut être utilisé, il produit une force qui est directement proportionnelle au gradient de champ. Chaque matériau magnétique génère une force magnétique qui peut s'écrire F = M. V B = V (M . B) pour des moments magnétiques constants. 5 La force mécanique F appliquée à un élément mobile est donc directement proportionnelle au gradient de champ. Sur la figure 3, on peut voir représenté un moment magnétique orienté selon la direction Y et le gradient de champ selon Y le long de la direction X. La force selon l'axe X s'écrit : a By Fx = My a x 10 Pour un moment M constant orienté selon l'axe X et un gradient selon X le long de l'axe X, la force selon l'axe X s'écrit : aBx Fx = Mx ax Il est ainsi possible d'accéder aux différentes composantes de gradient de champ magnétique, en choisissant les orientations du moment M par rapport à l'axe sur lequel on souhaite produire une force. 15 Les senseurs magnétiques permanents sont par exemple réalisés sous forme de couches déposées sur au moins une face d'au moins un élément mobile. Le senseur magnétique 11 a un moment magnétique M1 et le senseur magnétique 13 a un moment magnétique M2. De préférence, les matériaux 11 et 13 ont des moments magnétiques de 20 modules égaux. Avantageusement ils sont réalisés dans le même matériau et ont le même volume. De manière avantageuse, les matériaux des senseurs magnétiques sont déposés sur les premier et deuxième éléments mobiles de sorte que leurs moments magnétiques soient d'orientations opposées. 25 En effet, on peut réaliser sur une même structure des couches de matériaux magnétiques ayant des moments magnétiques d'orientations différentes, par exemple opposées grâce au phénomène d'anisotropie de forme, tel que décrit dans le 14 document US 2011/0151589. En variante, il est également envisageable d'orienter le moment magnétique de matériaux magnétiques différemment pour des zones voisines en chauffant localement avec un laser sous un champ magnétique orienté selon la direction désirée. 5 Les moyens de transduction mécanique-électrique TME comportent des moyens 14, 16 de détection du déplacement selon X de chaque première et deuxième partie. Dans l'exemple représenté, les moyens de détection 14, 16 sont de type capacitif à variation de surface, comportant chacun un ou des peignes solidaires 14.1, 10 16.1 en mouvement des éléments mobiles et des peignes 14.2, 16.2 solidaires du support 6, les peignes 14.1, 14.2 et 16.1, 16.2 étant interdigités. Dans l'exemple représenté, les moyens de détection 14 comportent deux paires de peignes interdigités et les moyens de détection 16 comportent deux paires de peignes interdigités. Selon un autre exemple, les moyens de détection 14, 16 pourraient comporter chacun une seule paire de peignes 15 interdigités s'étendant sur toute le côté des éléments mobiles 2, 4 le long de la direction Y. Les moyens 14 ont une capacité Cl et les moyens 16 ont une capacité C2. Les moyens de détection 14, 16 peuvent être connectés électriquement 20 de sorte à permettre directement une lecture différentielle. En variante, les moyens de détection peuvent comporter un peigne solidaire du premier élément mobile 2 et un peigne solidaire du deuxième élément mobile 4, les deux peignes étant interdigités. Le fonctionnement du dispositif D1 va maintenant être décrit. 25 Un gradient de champ magnétique AB s'appliquent à la structure et aux deux éléments mobiles 2, 4 et aux senseurs magnétiques 11, 13 respectivement. Chaque senseur 11, 13 magnétique génère une force Fi, F2 proportionnelle au gradient de champ. F1 = Ml. VB F2 = M2. V'B 15 Le mode équilibré est mis en mouvement par la force Fe. Les éléments mobiles ont un déplacement en mode équilibré Xe. Le mode non-équilibré est mis en mouvement par la force Fne. Les éléments mobiles ont un déplacement en mode non-équilibré xne. - F2 Mi. VB - M2. V'B F, = 2 2 + F2 Mi. VB + M2. V'B Fne - 2 2 5 Par ailleurs, la structure est soumise au champ magnétique moyen et éventuellement aux vibrations extérieures. La structure est donc actionnée simultanément dans un mode mécanique équilibré et dans un mode mécanique non-équilibré. Par définition, un mode équilibré n'est pas sensible aux vibrations. Dans 10 cet exemple de réalisation, le mode équilibré n'est pas sensible au champ magnétique moyen. A l'inverse, le mode non-équilibré peut être sensible aux vibrations le long de l'axe X et peut être sensible au champ magnétique moyen mais également à une force de gradient de champ Fne. Il est à noter que le champ magnétique exerce des couples mécaniques 15 opposés de modules sensiblement identiques sur les deux éléments mobiles. En effet le couple mécanique s'appliquant sur un élément de volume dV portant un matériau de moment magnétique M s'écrit : dU = M A B dV Mais leur action mécanique sur le mode équilibré lié à la chaîne de mesure est négligeable. La rotation des éléments mobiles est bloquée par les ressorts, ce 20 qui diminue l'amplitude de perturbations produites par le couple mécanique sur le mode équilibré. Le déplacement des premier et deuxième éléments mobiles sont mesurés par les moyens capacitifs. Selon l'invention, le signal en sortie s de la chaîne de mesure est généré 25 par le déplacement xe, et la chaîne de mesure offre une sensibilité réduite au déplacement xne. 16 Dans un exemple de réalisation, les capacités Cl et C2 sont lues indépendamment l'une de l'autre. Les signaux sont ajoutés, ce qui contribue également à éliminer le résidu du signal de déplacement du mode non équilibré les mesures sont additionnées, ce qui contribue également à éliminer le résidu du signal de déplacement 5 du mode non équilibré. Dans un autre exemple de réalisation, les moyens de détection capacitive 14, 16 sont connectés en parallèle de sorte à réaliser une lecture différentielle. La capacité C équivalente s'écrit : C=C1 + C2 10 Cette configuration d'électrodes permet d'éliminer la sensibilité au mouvement du mode non-équilibré xne. En effet un mouvement en phase (mode non-équilibré) des deux éléments mobiles produit simultanément des variations opposées des capacités Cl et C2 : la capacité C conserve ainsi sa valeur. En revanche un mouvement en opposition de phase (mode équilibré) produit une variation de capacité qui peut être lue 15 par une électronique de lecture optimisée sur la gamme de variation souhaitée pour le capteur de gradient de champ magnétique. Les moyens de transduction TME du dispositif de la figure 2 présentent un gain de transduction Te en mode équilibré très supérieur à celui en mode non-équilibré Tne, ils sont donc principalement sensibles aux mouvements du mode équilibré. 20 Cette différence de gain est obtenue grâce aux moyens de couplage des deux masses, qui est en forme de losange dans l'exemple représenté, qui opposent une forte raideur à tout déplacement en phase et autorisent les mouvements symétriques. Enfin, la lecture des variations de capacité n'est pas sensible aux mouvements dans le mode non-équilibré dus par exemple aux vibrations mécaniques, et ne conservent que les variations dues aux 25 mouvements dans le mode équilibré dus au gradient de champ magnétique. De préférence, on cherche à atteindre à rapport Tel ne REVENDICATIONS1. Capteur de gradient de champ magnétique comportant un support et une structure comportant au moins un premier (2) et un deuxième (4) élément mobile, au moins un senseur magnétique (11) solidaire mécaniquement d'un des premier (2) et deuxième (4) éléments mobiles, de sorte à pouvoir appliquer un effort mécanique à la structure en présence d'un gradient de champ magnétique, des moyens de couplage (12, 24) entre le premier élément mobile (2) et le deuxième élément mobile (4), de manière à ce que la structure puisse être déplacée selon au moins un mode mécanique équilibré en présence d'un gradient de champ magnétique, et des moyens de mesure (14, 16) du déplacement de la structure au moins pour le mode équilibré. 2. Capteur de gradient de champ magnétique selon la revendication 1, comportant au moins deux senseurs magnétiques (11,13), chacun des senseurs magnétiques (11,13 ) étant solidaire mécaniquement d'un des premier (2) et deuxième (4) éléments mobiles, de sorte à pouvoir appliquer un effort mécanique à la structure en présence d'un gradient de champ magnétique, des moyens de couplage (12, 24) entre le premier élément mobile (2) et le deuxième élément mobile (4), de manière à ce que la structure puisse être déplacée selon au moins un mode mécanique équilibré en présence d'un gradient de champ magnétique, et des moyens de mesure (14, 16) du déplacement de la structure au moins pour le mode équilibré. 3. Capteur de gradient de champ magnétique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens de couplage mécanique (12, 24) sont tels qu'ils autorisent un déplacement en translation du premier élément mobile (2) et du deuxième élément mobile (4) l'un par rapport à l'autre le long d'une première direction donnée (X) au moins en sens opposé, correspondant au mode mécanique équilibré. 39 4. Capteur de gradient de champ magnétique selon la revendication 3, dans lequel les moyens de couplage mécanique (24) sont également solidaires de deux autres éléments mobiles (28, 30, 42, 44) en translation selon une direction (Y) orthogonale à la première direction (X) et empêchant le déplacement en phase des 5 premier (2) et deuxième (4) éléments mobiles, correspondant à un mode mécanique non- équilibré. 5. Capteur de gradient de champ magnétique selon la revendication 3 ou 4, dans lequel les moyens de couplage mécanique (12, 24) comportent un ressort, 10 par exemple en forme de losange, les premier et deuxième éléments mobiles (2, 4) étant reliés chacun à un sommet (Si, S3) du losange, les sommets étant opposés. 6. Capteur de gradient de champ magnétique selon la revendication 2, dans lequel les moyens de couplage mécanique forment une articulation pivot de la 15 structure sur le support. 7. Capteur de gradient de champ magnétique selon la revendication 6, dans lequel les moyens de couplage mécanique relient rigidement le premier élément mobile (2) et le deuxième élément mobile (4). 20 8. Capteur de gradient de champ magnétique selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les moyens de mesure (14, 16) du déplacement de la structure en mode équilibré sont des moyens capacitifs. 25 9. Capteur de gradient de champ magnétique selon la revendication 8, dans lequel les moyens de mesure du déplacement de la structure en mode équilibré (14, 16) comportent au moins deux peignes capacitifs, un peigne (14.1, 16.1) étant solidaire d'un élément mobile (2, 4) et un peigne (14.2, 16.2) est solidaire du support, et dans lequel les peignes paires sont connectés électriquement en parallèle. 40 10. Capteur de gradient de champ magnétique selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel les moyens de mesure du déplacement de la structure en mode équilibré comportent au moins une jauge de contrainte (16') suspendue entre le support et les moyens de couplage (12). 11 Capteur de gradient de champ magnétique selon la revendication 1 ou 2, comportant deux ensembles (El, E2), chaque ensemble (El, E2) comportant le premier ou le deuxième élément mobile, les moyens de couplage mécanique reliant les deux ensembles. 12. Capteur de gradient de champ magnétique selon la revendication précédente, dans lequel chaque ensemble (El, E2) a un mode équilibré. 13. Capteur de gradient de champ magnétique selon les 15 revendications 2 et 11, dans lequel chaque ensemble (E1,E2) est articulé en rotation sur le support autour d'un axe de rotation, les deux axe de rotation des deux ensembles étant parallèles, les moyens de couplage étant tels qu'ils autorisent les mouvement de rotation des deux ensembles (El, E2) en sens opposés et empêchent les mouvements de rotation des deux ensembles (E1,E2) dans le même sens. 20 14. Capteur de gradient de champ magnétique selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel chaque senseur magnétique (11, 13) comporte au moins un matériau magnétique permanent déposé sur au moins un élément mobile. 25 15. Capteur de gradient de champ magnétique selon l'une des revendications 1 à 11 en combinaison avec les revendications 2 et 14, dans lequel les deux senseurs magnétiques (11, 13) ont des moments magnétiques d'orientation opposée. 5 10 41 16. Capteur de gradient de champ magnétique selon les revendications 2, 13 et 14, dans lequel les deux senseurs magnétiques ont des moments magnétiques de même orientation. 5 17. Capteur de gradient de champ magnétique selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel chaque senseur magnétique comporte au moins un conducteur électrique (20) destiné à être traversé par un courant électrique. 18. Capteur de gradient de champ magnétique selon la revendication 10 précédente, comportant des éléments conducteurs électriques souples (68) reliant les éléments mobiles à des plots de contact ancrés sur le support. 19. Capteur de gradient de champ magnétique selon la revendication 17 ou 18, dans lequel le au moins un conducteur électrique s'étend dans une direction 15 telle que les forces de Laplace générées mettent en mouvement la structure du dispositif. 20. Capteur de gradient de champ magnétique selon la revendication 17 en combinaison avec les revendications 7, 8, 12 et 13, dans lequel le au moins un conducteur électrique est orienté en direction de l'axe de rotation de la liaison pivot 20 formée par les moyens de couplage mécanique.