Brevet FR3154391A1 — publié le 20250425

Il est proposé un capteur MEMS (100) comprenant un MEMS (10) logé dans un boîtier (15), une structure de support (14) et, entre le MEMS (1) et ladite structure de support (14), un ensemble de couches empilées sur la structure de support (14) comprenant : - un élément de report (12) sur lequel est fixé le MEMS (1), agencé à l’intérieur du boîtier (15) et formant une couche intercalée entre le MEMS (1) et la couche correspondant à la paroi inférieure du boîtier ; - un substrat de carte électronique (13) agencé sous la couche correspondant à la paroi inférieure du boîtier (15) et monté sur la structure de support (14), l’ensemble de couches comprenant en outre une couche de rupture d’impédance (16) réalisée en mousse, la couche de rupture d’impédance en mousse formant un filtre adapté pour découpler les ondes de propagation qui se propagent vers le MEMS (1). (Figure 1) Capteur MEMS amélioré L'invention concerne de manière générale les systèmes de mesures, et en particulier les capteurs accélérométriques de type MEMS (microsystème électronique ou « Micro Electro Mechanical Systems »). Les systèmes de navigations requièrent des capteurs de plus en plus performants afin d’assurer leurs missions. C’est notamment le cas des capteurs accélérométriques ou gyrométriques (capteur de mouvement) de type MEMS. Un capteur accélérométrique fournit un signal représentatif de l’accélération de l’objet auquel il est fixé, tandis qu’un capteur gyrométrique fournit une information de vitesse angulaire par rapport à un référentiel inertiel de type MEMS. De tels capteurs de type MEMS sont particulièrement sensibles aux environnements extérieurs comme les vibrations ou les variations thermiques. Il est donc nécessaire de limiter au maximum le niveau des vibrations transmises à l’élément sensible (composant MEMS) tout en préservant le comportement sous charge thermique du capteur, d’autre part. En particulier, le comportement des MEMS a tendance à être perturbé par des hautes fréquences largement supérieures au kilohertz. Ces hautes fréquences viennent interférer avec les modes propres du MEMS et modifier le comportement du capteur. D’autre part, il est nécessaire de garantir un comportement thermomécanique identique entre les parties assemblées du capteur et donc d’apparier leurs coefficients de dilatation thermiques afin de garantir un fonctionnement optimal du capteur. La sensibilité des MEMS aux vibrations hautes fréquences, en particulier aux fréquences supérieures à 5 KHz, peut engendrer des disfonctionnements du MEMS, comme montré par exemple dans : - “Substrate-decoupled, bulk-acoustic wave gyroscopes: Design and evaluation of next-generation environmentally robust devices”, Diego E. Serrano1, Mohammad F. Zaman1, Amir Rahafrooz1, Peter Hrudey1, Ron Lipka1, Duane Younkin1, Shin Nagpal1, Ijaz Jafri1 and Farrokh Ayazi, Microsystems & Nanoengineering (2016) 2, 16015; doi:10.1038/micronano.2016.15; - “Design and Simulation of a New Decoupled Micromachined Gyroscope” Abdelhameed Sharaf, Sherif Sedky, S E -D Habib, Faculty of Engineering, Cairo University, - 12613, Giza, Egypt, Journal of Physics: Conference Series 34 (2006) 464–469 International MEMS Conference 2006; - “Reducing Anchor Loss in Micromechanical Extensional Mode Resonators” Vahdettin Taş, Selim Olcum, Student Member, IEEE, M. Deniz Aksoy, and Abdullah Atalar, Fellow, IEEE, MEMS Application of Porous Silicon – Wolfgang Benecke and Alexandra Splinter – Institute for MicroSensors, Actuators and Systems (IMSAS); - Vibroacoustic Effects in MEMS - Roman Vinokur, Wieland Associates Inc., Laguna Hills, California Sound and Vibration - September 2003. - “Design strategies for controlling damping in micromechanical and nanomechanical resonators” – Surabi Joshi, Sherman Hung and Srikar Vengallatore – EPJ Techniques and Instrumentation 2014. Un capteur MEMS est associé à un coefficient de transmission/réflexion. Selon les principes de propagations des ondes mécaniques, le coefficient de transmission/réflexion exprime la capacité du capteur MEMS à transmettre des ondes mécaniques. Ce coefficient dépend principalement des propriétés des matériaux et de la géométrie du capteur MEMS, c’est-à-dire de ce qui est appelé l’impédance mécanique du milieu. Une approche connue pour résoudre le problème de la sensibilité des MEMS consiste à minimiser le coefficient de transmission/réflexion du capteur MEMS de sorte à isoler le capteur des environnements mécaniques extérieurs. Cette isolation est encore qualifiée de « rupture d’impédance ». Pour réaliser cette isolation, des solutions connues utilisent un découplage mécanique réalisé à partir de matériaux de report et de fixations avec des impédances mécaniques très élevées, proches du silicium qui est le matériau de base des MEMS. Dans de telles solutions, le MEMS est agencé sur une structure de report. Par exemple, dans la demande EP 340 220 B1, il est proposé un dispositif de rupture d'impédance acoustique d'une tige formée dans un solide élastique, sur laquelle peut se propager une onde de déformation ultrasonore, comprenant une masse reliée à la tige. La masse comporte un écrou venant se visser sur une première zone filetée de la tige et un contre-écrou se vissant sur une deuxième zone filetée de la tige. L’écrou et le contre-écrou possèdent une impédance acoustique très supérieure à l'impédance acoustique de la tige, le serrage de l'écrou et du contre-écrou étant effectué jusqu'à l'obtention d'une déformation des filets des deux zones filetées de la tige supérieure au maximum de déformation de la tige due à la propagation de l'onde dans la tige. Cependant, de telles solutions ne permettent pas de découpler les MEMS des ondes solidiennes se propageant par l’intermédiaire de la structure sur laquelle ils sont reportés. Il a été proposé également des solutions à base de suspensions, comme par exemple des plots élastomériques. Ces suspensions coupent efficacement une bande de fréquence au-dessus de la fréquence de résonance propre des suspensions. Toutefois, elles ne permettent pas d’atténuer les propagations solidiennes. Si ces suspensions permettent de protéger l’équipement et le MEMS des vibrations mécaniques, elles ne protègent pas le MEMS des vibrations se propageant par l’intermédiaire de la structure. Il existe ainsi un besoin pour un capteur accéléromètre MEMS amélioré. Définition générale de l’invention Les modes de réalisation de l’invention permettent ainsi de réaliser une rupture d’impédance mécanique à partir de matériaux en mousse, et en particulier de mousses métalliques. Ces matériaux ont l’avantage d’être particulièrement poreux et de limiter donc de manière efficace la transmission des ondes mécaniques d’une part, et d’obtenir un coefficient de dilatation thermique proche du silicium et du quartz, garantissant un fonctionnement thermomécanique optimal du capteur d’autre part. Dans le domaine du capteur inertiel, ces matériaux ont notamment un impact important sur la performance du capteur dans des environnements difficiles. En intégrant des matériaux adaptés pour le report par collage du MEMS, les modes de réalisation de l’invention permettent d’éviter que ces ondes hautes fréquences ne se propagent jusqu’aux MEMS. Ils permettent ainsi un découplage des ondes de propagation faisant intervenir les impédances mécaniques des différents matériaux, avec notamment des matériaux de découplages à base de mousses. Les modes de réalisation de l’invention permettent en outre de garantir un appariage thermomécanique entre les pièces assemblées de sorte à préserver l’alignement du capteur et de son axe de fixation tout en garantissant la précision du capteur sous chargement thermique. Définition générale de l’invention L’invention vient améliorer la situation en proposant un capteur MEMS comprenant un MEMS logé dans un boîtier, une structure de support et, entre le MEMS et la structure de support, un ensemble de couches empilées sur la structure de support, selon une direction d’empilement (Y), la paroi inférieure du boîtier étant généralement plane et formant une desdites couches. Avantageusement, l’ensemble de couches comprend : - un élément de report sur lequel est fixé le MEMS et étant agencé à l’intérieur du boîtier, l’élément de report formant une couche intercalée entre le MEMS et la couche correspondant à la paroi inférieure du boîtier ; - un substrat de carte électronique agencé sous la couche correspondant à la paroi inférieure du boîtier et monté sur la structure de support. L’ensemble de couches comprend en outre une couche de rupture d’impédance réalisée en mousse, la couche de rupture d’impédance en mousse formant un filtre adapté pour découpler les ondes de propagation qui se propagent vers le MEMS. L’épaisseur d de la couche de rupture d’impédance peut être choisie en fonction de la fréquence de fonctionnement du MEMS. L’épaisseur d de la mousse formant la couche de rupture d’impédance peut être choisie de sorte que la fréquence de coupure du filtre formé par la couche de rupture d’impédance soit égale à la fréquence de coupure du MEMS. Dans un mode de réalisation, la couche de rupture d’impédance peut être interposée entre le boîtier et le substrat de carte électronique. La couche de rupture d’impédance peut être interposée entre le substrat de carte électronique et la structure de support. La couche de rupture d’impédance peut correspondre à l’élément de report interposé entre le MEMS et la paroi inférieure du boîtier. Dans un mode de réalisation, la couche de rupture d’impédance peut être constituée d’au moins un matériau en mousse métallique. Dans un mode de réalisation, la performance de rupture d’impédance obtenue avec la couche de rupture d’impédance peut être une fonction de l’épaisseur de la couche de rupture d’impédance et de la surface de la couche de rupture d’impédance. Dans un mode de réalisation, la couche de rupture d’impédance peut être constituée d’un seul tenant. La couche de rupture d’impédance peut comprendre au moins deux parties disjointes en mousse. Selon un aspect, la couche de rupture d’impédance peut comprendre deux parties disjointes en mousse, espacées l’une de l’autre. Alternativement, la couche de rupture d’impédance peut comprendre au moins trois parties disjointes en mousse, les parties de la couche de rupture d’impédance étant régulièrement espacées selon un pas choisi. Dans un mode de réalisation, le capteur MEMS peut être de type accéléromètre ou gyromètre. Dans un mode de réalisation, le MEMS peut être constitué de silicium ou de quartz. Dans un mode de réalisation, le boîtier peut être métallique ou à base de céramique. Dans un mode de réalisation, le substrat de carte électronique peut être en céramique ou peut être une carte électronique en matériau FR4. Dans un mode de réalisation, la structure de support peut être au moins en partie constituée d’aluminium. Dans un mode de réalisation, l’élément de report peut être réalisé en utilisant une brasure ou d’un collage de type structural ou de type époxy. Dans un mode de réalisation, la fixation du MEMS peut être réalisée par vis ou par collage structurel de type époxydique à haut module de Young. Les modes de réalisation de l’invention permettent ainsi de réaliser une rupture d’impédance mécanique à partir de matériaux en mousse, et en particulier de mousses métalliques. Ces matériaux ont l’avantage d’être particulièrement poreux et de limiter donc de manière efficace la transmission des ondes mécaniques d’une part, et d’obtenir un coefficient de dilatation thermique proche du silicium et du quartz, garantissant un fonctionnement thermomécanique optimal du capteur d’autre part. Dans le domaine du capteur inertiel, ces matériaux ont notamment un impact important sur la performance du capteur dans des environnements difficiles. En intégrant des matériaux adaptés pour le report par collage du MEMS, les modes de réalisation de l’invention permettent d’éviter que ces ondes hautes fréquences ne se propagent jusqu’aux MEMS. Ils permettent ainsi un découplage des ondes de propagation faisant intervenir les impédances mécaniques des différents matériaux, avec notamment des matériaux de découplages à base de mousses. Les modes de réalisation de l’invention permettent en outre de garantir un appariage thermomécanique entre les pièces assemblées de sorte à préserver l’alignement du capteur et de son axe de fixation tout en garantissant la précision du capteur sous chargement thermique. Brève Description des Figures D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d’exemple et qui représentent, respectivement : FIG. 1 La FIG. 1 représente une vue en coupe d’un capteur MEMS, selon un mode de réalisation de l’invention. FIG. 2 La FIG. 2 représente une vue en coupe d’un capteur MEMS, selon un autre mode de réalisation. FIG. 3 La FIG. 3 , représente une vue en coupe d’un capteur MEMS, selon un autre mode de réalisation. FIG. 4 La FIG. 4 illustre la propagation des ondes dans le capteur MEMS, selon des modes de réalisation de l’invention. FIG. 5 La FIG. 5 est un tableau comparatif des propriétés de matériaux en mousse par rapport à des matériaux utilisés dans des capteurs classiques. FIG. 6 La FIG. 6 est un diagramme représentant l’évolution du coefficient de transmission et du coefficient de réflexion en fonction du rapport d’impédance, pour les différents types de matériaux de la FIG. 5 . FIG. 7 La FIG. 7 illustre la propagation d’une onde dans deux milieux de sections identiques. FIG. 8 La FIG. 8 illustre la propagation d’une onde dans deux milieux de sections différentes. FIG. 9 La FIG. 9 est un diagramme représentant l’évolution du coefficient de réflexion R et du coefficient de transmission en fonction du rapport d’impédance. FIG. 10 La FIG. 10 représente le modèle théorique de rupture d’impédances des milieux acoustiques. FIG. 11 La FIG. 11 représente des caractéristiques de différentes mousses métalliques qui peuvent être prises en compte pour définir la constitution de la couche à rupture d’impédance. FIG. 12 La FIG. 12 est un tableau indiquant des exemples de mousses pouvant être utilisés pour réaliser la couche de rupture d’impédance. FIG. 13 La FIG. 13 est un diagramme illustre l’évolution du coefficient de transmission et du coefficient de réflexion par rapport au rapport d’impédance, dans le cas où le matériau de rupture d’impédance est réalisé en utilisant une des mousses métalliques. Description détaillée de la demande La FIG. 1 représente une vue en section d’un capteur MEMS selon des modes de réalisation de l’invention. Le capteur MEMS 100 peut être de type accéléromètre ou gyromètre. Le capteur MEMs 100 comprend un MEMS 11 logé dans un boîtier 15, une structure rigide fixe 14 (encore appelée ci-après « structure de support ») servant de support pour le capteur MEMS 100, et, entre le MEMS et la structure de support 14, un ensemble de couches empilées selon une direction d’empilement . Le positionnement des éléments du capteur MEMS 11 sera défini ci-après dans un repère orthogonal (X, Y, Z), le plan (XZ) correspondant au plan des couches et du MEMS. La FIG. 1 est ainsi représentée selon une vue en coupe suivant le plan (XY). Le boîtier 15 est constitué de parois comprenant une paroi inférieure plane, située en dessous du MEMS 11 et s’étendant dans le plan XZ qui forme une couche du capteur MEMS intercalée entre les autres couches du capteur MEMS. Le boîtier 15 peut par exemple avoir une forme de parallélépipède rectangle. L’ensemble de couches comprend un élément de report 12 sur lequel est fixé le MEMS 11 et qui est agencé à l’intérieur du boîtier 15. L’ensemble de couches comprend en outre un substrat de carte électronique 13 sur lequel est disposé le boîtier 15 comprenant l’ensemble constitué de l’élément de report 12 et du MEMS 11. Le substrat de carte électronique 13 est lui-même monté sur la structure de support 14. Le MEMS 11 peut être par exemple constitué de silicium ou de quartz. Le boîtier 15 peut être par exemple métallique ou à base de céramique. Dans des modes de réalisation, le substrat de carte électronique 4 peut être un substrat en céramique ou une carte électronique en matériau FR4 (un matériau FR4 fait référence à une norme définie par la NEMA (National Electrical Manufacturers Association) pour un composite de résine époxyde renforcé en fibre de verre). Un tel matériau respecte le standard UL94V-0 sur l’inflammabilité des matériaux en plastique et garantit ainsi la non-propagation du feu et son extinction rapide lorsque le matériau est enflammé. La structure de support rigide 14 constitue la structure sur laquelle est fixé le capteur. La structure de support 14 peut être au moins en partie en aluminium. En particulier, elle peut être majoritairement constituée d’Aluminium. Dans un mode de réalisation l’élément de report 12 peut être constitué d’un matériau rigide comme par exemple et sans limitations une brasure, un collage de type structural avec une colle de type époxy rigide. La fixation du MEMS 11 peut être réalisée par vis ou par collage structurel de type époxydique à haut module de Young. Selon les modes de réalisation de l’invention, l’ensemble des couches du capteur MEMS 100 situées entre le MEMS 11 et la structure de support rigide 14 comprend une couche de rupture d’impédance 16 réalisée en un matériau de rupture d’impédance en mousse. La couche de rupture d’impédance en mousse 16 permet de réaliser un filtre adapté pour découpler les ondes de propagation qui se propagent vers le MEMS 1 et ainsi l’isoler des environnements mécaniques extérieurs. La rupture d’impédance est une fonction de la fréquence de la vibration. La rupture d’impédance correspond à un filtre en ce qu’elle définit une fréquence de coupure en deçà de laquelle les vibrations sont transmises et au-delà de laquelle les vibrations sont atténuées. Le capteur MEMS 100 selon les modes de réalisation de l’invention permet, en plus de garantir le découplage des ondes de propagation, de garantir un comportement thermomécanique identique entre les parties assemblées du capteur 100 et donc d’apparier leurs coefficients de dilatation thermiques afin de garantir un fonctionnement optimal du capteur 100. Les coefficients de dilatation thermiques sont dits appariés lorsqu’ils sont égaux. Cela signifie que les matériaux assemblés ont les mêmes dilatations. Ainsi, il n’y a pas de déformations relatives entre les pièces assemblées et donc une absence de contraintes dans les matériaux. Dans le mode de réalisation de la FIG. 1 , la couche de rupture d’impédance 16 est interposée entre le boîtier 15 et le substrat de carte électronique 13. La couche de rupture d’impédance en mousse interposée entre le boîtier 15 et le substrat de carte électronique 13 permet d’obtenir une partie de report constituée de matériaux ayant un rapport d’impédance élevé, et ainsi d’obtenir un découplage. Dans une variante de réalisation représentée sur la FIG. 2 , la couche de rupture d’impédance 16 peut être interposée entre le substrat de carte électronique 13 et la structure de support rigide 14. En variante, comme illustré sur la FIG. 3 , la couche de rupture d’impédance 16 peut former l’élément de report 12 sur lequel est disposé le MEMS 1, et ainsi être interposée entre le MEMS 11 et le boîtier 13. Dans un mode de réalisation, la mousse constituant la couche de rupture d’impédance 16 est avantageusement métallique. L’utilisation d’une mousse métallique permet d’utiliser un matériau peu dense pour réaliser la rupture d’impédance, ayant un Coefficient Thermique d’Expansion (CTE) compatible avec le matériau du MEMS (silicium ou Quartz), ce qui permet d’obtenir un couplage thermomécanique. Il en résulte que la vitesse de propagation de l’onde est très faible par rapport au matériau du MEMs de sorte que l’onde se propage plus lentement dans la mousse. Avantageusement, la performance de rupture d’impédance obtenue avec la couche de rupture d’impédance 16 selon les modes de réalisation de l’invention est fonction de l’épaisseur de la couche de rupture d’impédance 16 et de la surface de la couche de rupture d’impédance 16. La performance d’une rupture d’impédance est définie comme le niveau d’atténuation entre les vibrations d’entrée et de sortie des amortisseurs formés par la mousse. Il s’agit donc du module de la rupture d’impédance (généralement exprimé en dB). Plus ce module est important plus la rupture d’impédance est performante. Dans un mode de réalisation, la couche de rupture d’impédance 16 peut être réalisée d’un seul tenant, sans interruption, comme dans les modes de réalisation des figures 1 et 3. En variante, la couche de rupture d’impédance 16 peut comprendre au moins deux parties disjointes en mousse P1 et P2, comme dans le mode de réalisation de la FIG. 2 . Ainsi, la couche de rupture d’impédance 16 ne comporte aucun matériau entre les différentes parties en mousses disjointes. Dans le mode de réalisation où la couche de rupture d’impédance 16 comprend deux parties disjointes P1 et P2, comme illustré sur la figure 2, les deux parties P1 et P2 sont agencées de sorte qu’elles soient le plus possible éloignées l’une de l’autre, et donc agencées au niveau des extrémités opposées de la couche de rupture d’impédance. Ainsi, en considérant que désigne la largeur totale de la couche de rupture d’impédance 16, la largeur de la première partie P1 de la couche de rupture d’impédance 16 et la largeur de la deuxième partie P2 de la couche de rupture d’impédance 16, l’espacement entre les deux parties P1 et P2 est défini par : ( )). Les largeurs , , et l’espacement sont définies selon l’axe X qui est perpendiculaire à la direction d’empilement Y et au plan (XZ) des couches. Plus les largeurs et sont petites en termes de dimensions, meilleur est la rupture d’impédance. Par ailleurs, plus la surface d’échange entre l’élément sensible du capteur et sa base est faible, plus il est difficile pour une onde sonore de perturber le capteur/l’élément sensible. Dans le mode de réalisation où la couche de rupture d’impédance 16 comprend plus de deux parties disjointes, les parties de la couche de rupture d’impédance 16 peuvent être régulièrement espacées selon un pas choisi, ce pas pouvant être fixe ou variable. Les parties de la couche de rupture d’impédance 16 peuvent avoir des dimensions similaires ou différentes. L’utilisation d’une couche de rupture d’impédance 16 constituée d’une pluralité de parties disjointes et espacées permet de complexifier le chemin de l’onde et d’obtenir plus de réverbération. La couche de rupture d’impédance 16 en mousse est caractérisée par une section totale ayant une aire (ou section), dans le plan (XZ), et par une épaisseur définie dans la direction de l’axe . La couche de rupture d’impédance 16 peut être fixée aux autres couches par collage ou brasage. Le capteur MEMS 110 a un mouvement entretenu à une certaine fréquence que l’on nomme « fréquence de fonctionnement ». Elle est propre au détecteur du MEMS. Le filtre coupe à une fréquence nommée « fréquence de coupure ». Elle est propre aux amortisseurs (formés par la mousse). Dans l’absolu, ces fréquences sont distinctes. Le capteur MEMS peut être avantageusement configuré pour que ces fréquences soient égales en valeur de sorte à atténuer au maximum les ondes acoustiques a cette fréquence. Avantageusement, l’épaisseur des amortisseurs(mousse) formant la couche de rupture d’impédance 16 peut être choisie en fonction de la fréquence d’intérêt (ou fréquence de fonctionnement) du MEMS 11. En particulier, la fréquence de coupure du filtre formé par la couche de rupture d’impédance en mousse 16 peut être choisie égale à la fréquence de fonctionnement du MEMS 11. Autrement dit, l’atténuation du filtre est à son maximum à la fréquence d’intérêt du capteur MEMS 100 pour une isolation maximale. Par ailleurs, la surface de la couche de rupture d’impédance 16 peut être choisie de manière à obtenir la plus grande impédance possible, ce qui peut être réalisé en maximisant la différence d’aires (ou ‘sections’) entre l’aire de la couche de rupture d’impédance 16 et l’aire de chacune des surfaces des deux couches adjacentes à la couche de rupture d’impédance 16 (agencées de part et d’autre de la couche de rupture d’impédance 16, selon la direction Y). Ainsi dans le mode de réalisation de la FIG. 2 , la surface de la couche de rupture d’impédance 16 peut être déterminée de manière à maximiser la différence d’aires : - entre l’aire de la couche de rupture d’impédance 16 et l’aire du substrat de la carte électronique 13, agencée directement au-dessus de la couche de rupture d’impédance 16, d’une part, et - entre l’aire de la couche de rupture d’impédance 16 et l’aire de la structure de support rigide 14, agencée directement au-dessous de la couche de rupture d’impédance 16, d’autre part. Tel qu’utilisés ici, les termes « supérieur » et « inférieur » font référence au positionnement d’un élément du capteur MEMS 100 par rapport à un autre selon l’axe Y d’empilement. La FIG. 4 illustre le chemin de propagation des ondes dans le mode de réalisation de la FIG. 3 où la couche à rupture d’impédance 16 est agencée à l’intérieur du boîtier 15 entre le MEMS 11 et la partie inférieur du boîtier 15, et donc avec un découplage au niveau du MEMS 11. La courbe 17 représente une vibration extérieure qui, par des couplages d’impédances mécaniques, va transmettre les vibrations perturbatrices Dans les solutions de l’état de la technique, la vibration fondamentale du MEMS 11 peut être perturbée par une telle vibration extérieure. Avantageusement, la couche de rupture d’impédance 16 en mousse du capteur MEMS 100 selon les modes de réalisation de l’invention forme un filtre qui permet de découpler le MEMS 11 des ondes solidiennes qui se propagent par l’intermédiaire de la structure sur laquelle ils sont reportés. La couche à rupture d’impédance16 constitue ainsi une barrière que les ondes de propagation peuvent difficilement franchir ou, si elles se propagent, elles seront très fortement atténuées La FIG. 5 est un tableau qui compare les propriétés de matériaux en mousse utilisés pour réaliser le matériau de rupture d’impédance dans le capteur 100 selon les modes de réalisation de l’invention (ligne portant la référence 3) par rapport à d’autres matériaux classiques de report et de fixation utilisés dans des capteurs MEMS de l’état de la technique (lignes référencées par les numéros 1, 2, et 4) . Le tableau montre notamment que les matériaux classiques ont des impédances mécaniques très élevées proches du silicium qui est généralement le matériau de base des MEMS 1, tandis que les matériaux en mousse ont des impédances mécaniques plus faibles. La figure 6 est un diagramme montrant l’évolution des coefficients de réflexion et de transmission en fonction du rapport d’impédance , pour une onde acoustique qui traverse deux milieux 1 et 2, séparés par une interface, le premier milieu 1 ayant une impédance Z1 et le deuxième milieu ayant une impédance Z2, dans un mode de réalisation utilisant des matériaux de rupture d’impédance en mousse, comparée à celle des matériaux classiques de report et de fixation de l’état de la technique de la FIG. 5 , en considérant l’exemple d’un MEMS réalisé en silicium. Ainsi, les modes de réalisation de l’invention fournissent un capteur MEMS 11 dans lequel est intercalée une couche 16 réalisée en un matériau en mousse adapté, ayant une forte rupture d’impédance mécanique et un découplage acoustique qui s’oppose à la propagation des ondes vers le MEMS 11, tout en respectant l’accouplement thermomécanique, c’est-à-dire tout en limitant les dilations différentielles. Pour que la couche à rupture d’impédance 16 constitue une barrière qui ne puisse être que difficilement traversée par les ondes de propagation ou pour les atténuer si elles parviennent à se propager, la couche à rupture d’impédance 16 selon les modes de réalisation de l’invention peut être avantageusement configurée pour avoir une forte rupture d’impédance. Les inventeurs ont trouvé qu’il est possible d’adapter des principes relatifs à la propagation des ondes dans le domaine de l’acoustique aux ondes vibratoires solidiennes qui se propagent dans le capteur MEMS 100, pour déterminer des paramètres d’optimisation de la couche à rupture d’impédance 16. Dans le domaine acoustique, l’impédance acoustique Z d’un milieu pour une onde acoustique est donnée par la relation (E1) suivante : (E1) Dans l’équation (E1), Z est définie en Rayleigh, c désigne la célérité longitudinale de l’onde acoustique dans le milieu (exprimée en m/s) et désigne la masse volumique du milieu (exprimée en Kg/m3). Lorsque le milieu considéré est un composant acoustique, l'impédance acoustique se mesure à l’entrée du composant. Deux couches successives séparées par une interface commune peuvent être modélisées comme une conduite constituée de deux couches acoustiques de sections respectives S1 et S2, de même axe Y et séparées par l’interface dans le plan XZ. L’impédance de conduite Zc d’une couche est définie à partir de l’impédance du milieu et de la surface de la section transverse S (ou aire) de la couche par : = (E2) La figure 7 illustre la notion de rupture d’impédance acoustique, pour une onde acoustique qui traverse deux milieux 1 et 2, séparés par une interface de section . Dans l’exemple de la figure 7, il est considéré une onde acoustique qui se propage du milieu 1 au milieu 2 et que les deux milieux 1 et 2 correspondent à des composants acoustiques ayant des sections et identiques dans le plan XZ (dans le plan de l’interface I) ( = = ) à titre de simplification. L'impédance de conduite caractéristique du milieu 1 est alors définie par : (E3) Dans l’équation (E3), désigne la célérité longitudinale de l’onde acoustique dans le milieu (exprimée en m/s) et désigne la masse volumique du milieu (exprimée en Kg/m3). De manière similaire, l'impédance de conduite pour le milieu 2 pour une onde acoustique qui s’y propage est définie par : (E4) Dans l’équation (E4), désigne la célérité longitudinale de l’onde acoustique dans le milieu (exprimée en m/s) et désigne la masse volumique du milieu (exprimée en Kg/m3). L’impédance de conduite Zc permet avantageusement d’intégrer la notion de surface d’échange et donc la géométrie du design ce qui n’est pas possible avec la seule prise en compte de l’impédance du milieu qui elle omet l’impact de la surface d’échange entre les ondes. Comme illustré sur la figure 7, lorsqu’une onde acoustique rencontre l’interface séparant les deux milieux 1 et 2 d’impédances acoustiques et différentes, une partie de l’onde acoustique est transmise, une autre partie de l’onde acoustique est réfléchie et la dernière partie de l’onde acoustique est absorbée. Ces trois phénomènes sont caractérisés respectivement par un coefficient de réflexion en énergie (R) correspondant à la partie de l’onde réfléchie, un coefficient de transmission en énergie (T) correspondant à la partie de l’onde transmise et un coefficient d’absorption ( ) correspondant à la partie de l’onde absorbée. La présence du coefficient d’absorption A crée une rupture d’impédance acoustique au niveau de l’interface entre les 2 milieux 1 et 2. D’après le principe de la conservation de l’énergie, il existe une relation entre le coefficient de réflexion en énergie R, le coefficient de transmission en énergie T et le coefficient d’absorption définie par : (E5) Dans l’exemple de la figure 7, désigne la puissance incidente, la puissance transmise et la puissance réfléchie. L’impédance acoustique d’un milieu dépendant des propriétés des matériaux du milieu mais également de la section du milieu considéré (dans l’exemple de la FIG. 7 , les deux milieux 1 et 2 ont une section égale S), il est aussi possible de réaliser une rupture d’impédance acoustique en faisant varier les sections S1 et S2 des deux milieux 1 et 2 respectivement, à travers lesquels les ondes se propagent et/ou en faisant varier les propriétés des matériaux respectifs constituant les deux milieux 1 et 2. Dans l’exemple de configuration de la FIG. 8 , la rupture d’impédance acoustique est réalisée non seulement en faisant varier les sections S1 et S2 des milieux 1 et 2, mais aussi en faisant varier les propriétés des matériaux des deux milieux 1 et 2. Le capteur MEMS 100 selon les modes de réalisation de l’invention est soumis à des phénomènes de propagation d’ondes dans des couches solides séparées par des interfaces. Or dans le domaine de l’acoustique solidienne, l’absorption est très négligeable devant la réflexion et la transmission. L’équation (E4) de la conservation de l’énergie peut donc être reformulée de la manière suivante : (E6) Le coefficient de réflexion en énergie (R) entre deux milieux 1 et 2 ayant des impédances respectives Z1 et Z2 est défini par : (E7) Le coefficient de réflexion peut également être exprimé en termes d’amplitudes selon l’équation suivante : (E8) Dans ce cas, le coefficient de transmission en énergie (T) peut être défini par l’équation (E9) : (E9) La figure 9 est un diagramme représentant l’évolution du coefficient de réflexion R et du coefficient de transmission T en fonction du rapport entre les impédances et de deux milieux 1 et 2 différents traversés par une onde. Comme illustré par le diagramme de la figure 9, la transmission est très petite lorsque (soit et lorsque (soit , c’est-à-dire lorsque les impédances et des deux milieux sont très éloignées l’une de l’autre. La figure 10 illustre le modèle théorique de rupture d’impédances des milieux acoustiques développé par L.M. Brekhovskikh dans le domaine acoustique (Springer Series on Wave Phenomena L.M Brekhovskikh O.A.Godin Acoustics Of Layered Media I Plane and Quasi-Plane Waves). Ce modèle permet de calculer, dans le cas d’une onde sonore plane en incidence normale, les coefficients de réflexion et de transmission d’un empilement de plusieurs couches , avec compris entre 1 et , d’épaisseur et/ou de caractéristiques mécaniques différentes. Ainsi, la couche a une épaisseur dans la direction de l’axe d’empilement Y et une impédance acoustique d’entrée . Le nombre d’ondes d’un milieu est défini par l’équation (E10) : (E10) Dans l’équation (E10), désigne la longueur d’onde dans le milieu i et désigne la célérité longitudinale du milieu . Selon un tel modèle acoustique, pour chaque couche , l’impédance d’entrée est définie en fonction de l’impédance du milieu , de l’impédance d’entrée de la couche, du nombre d’ondes du milieu formé par la couche et de l’épaisseur de la couche , selon l’équation E11 : (E11) En transposant ce modèle aux ondes vibratoires solidiennes (ondes vibratoires dans un solide) qui se propagent dans le capteur MEMS 100, selon lequel chaque couche est par ailleurs associée à une impédance de conduite i , définie à partir de l’impédance du milieu et de la surface de la section transverse (ou aire) de la couche i conformément à l’équation (E2), l’impédance de conduite est définie par : = (E12) L’équation (E12) peut être reformulée en utilisant la définition de l’impédance du milieu selon l’équation (E13) : = (E13) En adaptant l’équation (E11), pour chaque couche (parmi les couches successives 11 à 16), l’impédance d’entrée est définie en fonction de l’impédance du milieu , de l’impédance d’entrée de la couche, du nombre d’ondes du milieu formé par la couche et de l’épaisseur de la couche , selon l’équation (E14) suivante : (E14) Ainsi, en configurant la couche de rupture d’impédance 16 et les deux couches adjacentes de part et d’autre de la couche 16 du capteur MEMS de manière à ce qu’elles aient des sections (ou aires) différentes, il est possible d’obtenir des ratios d’impédance différents (et donc un coefficient de réflexion R très grand ou un coefficient T très petit comme illustré par la FIG. 9 ). Il est alors possible de calculer de manière itérative le coefficient de réflexion selon l’équation (E15) suivante : (E15) Dans le domaine acoustique, les pertes en transmission en dB sont reliées au coefficient de réflexion R par l’équation (E16) suivante : (E16) Ainsi, dans des modes de réalisation, une simulation de ce modèle théorique peut être implémenté en utilisant un outil de simulation adapté (tel que Matlab par exemple) pour calculer la transmission acoustique T entre la première couche 14 et la dernière couche 11 du capteur MEMS 100 au moyen des équations E10 à E16 en définissant l’épaisseur , la célérité , la masse volumique de chaque couche i du capteur MEMS et la section de l’équation E13. Les données d’entrées sont les caractéristiques des matériaux comprenant la célérité , la masse volumique , ainsi que les paramètres géométriques de la conception comprenant l’épaisseur et la section . La simulation du modèle fournit en sortie en fonction de la fréquence. La simulation est mise en œuvre de manière à rechercher les meilleurs compromis de jeux de données d’entrée qui permettent de maximiser à la fréquence d’intérêt du capteur (objectif en termes de performance de rupture d’impédance et de placement en fréquence) tout en garantissant des dimensions ( et aussi réduites que possibles pour les amortisseurs) et en limitant l’encombrement du capteur. La simulation peut être mise en œuvre pour des matériaux ayant des propriétés thermomécaniques proches de celles du silicium et du quartz. Plusieurs simulations peuvent être réalisées pour optimiser le résultat. Le compromis optimal est avantageusement obtenu pour les mousses de type mousses métalliques. Les mousses métalliques permettent notamment un ajustement des coefficients de dilatations thermiques entre le MEMS en silicium et le substrat, en plus de leur fonction de rupture d’impédance. Dans des modes de réalisation, la couche de rupture d’impédance 16 peut être réalisée en mousse à faible densité, de telles mousses permettant d’obtenir un découplage acoustique du MEMS 11. Dans un mode de réalisation, la couche de rupture d’impédance 16 peut être réalisée en mousse(s) à base de matériaux polymériques comme de l’époxy, des polyuréthanes, des plastiques ou autres caoutchoucs. Toutefois, ces types de mousses, bien qu’opérationnelles peuvent ne pas être très stables en température et présenter des écarts de coefficients de dilatation par rapport au Silicium (qui peut être le matériau du MEMS 1) et ramener des contraintes mécaniques sur le MEMS 11. En variante, la couche de rupture d’impédance 16 peut être réalisée en mousse(s) avec une base métallique ou minérale. De telles mousses présentent l’avantage d’être plus stables en température et de ne pas présenter des écarts de coefficients de dilatation par rapport au Silicium et donc de ne pas engendrer de contraintes mécanique sur le MEMS 11. Des exemples de mousses à base métallique comprennent les mousses d’aluminium ou d’acier. La densité de telles mousses peut descendre jusqu’à 20 Kg/m3 pour des mousses de nickel. Les mousses constituant la couche de rupture d’impédance 16 peuvent être aussi réalisées avec une forme bien définie en utilisant un processus de fabrication additif pour les réaliser. Les mousses utilisées pour réaliser la couche de rupture d’impédance 16 peuvent être choisies en fonction des propriétés propres du MEMS 1, en tenant compte des caractéristiques des mousses. La FIG. 11 donne par exemple les caractéristiques de différentes mousses métalliques qui peuvent être prises en compte pour définir la constitution de la couche à rupture d’impédance 16. Les mousses métalliques présentent non seulement l’avantage de permettre un découplage acoustique, mais aussi elles peuvent servir à absorber des chocs élevés que peut subir le capteur MEMS 100. Les impédances mécaniques peuvent être calculées à partir des relations (E17) à (E21) suivantes : (E17) (E18) (E19) (E20) (E21) Dans les équations E17, E18, E19, E20 et E21 : - E désigne le module de Young ; - K désigne le module de flexion ; – M désigne le module de plaque ; – C désigne la célérité de l’onde acoustique ; et - désigne la masse volumique du milieu. En considérant un exemple d’utilisation d’une mousse d’aluminium pour constituer la couche de rupture d’impédance ayant une densité égale à =50 kg/m 3 avec s =2500 Kg/m 3 et E s =70 MPa, la célérité longitudinale obtenue est égale à c l = 1180 m/s et le module de Young est égal à E=43,4 MPa. En considérant un autre exemple dans lequel la mousse utilisée pour constituer la couche de rupture d’impédance 16 est une mousse de Nickel de type INCOFOAM ayant une densité égale à =180 kg/m 3 , il est obtenu les valeurs suivantes : E=120 MPa, K=150 MPa, c l = 1080 m/s, Coefficient de Poisson: 0,32 et CTE=13 ppm/°C. Dans une autre variante de réalisation, la mousse utilisée pour constituer la couche de rupture d’impédance 16 peut être du verre cellulaire. Dans l’article « Effects of porosity on seismic velocities, elastic moduli and Poisson’s ratios of solid materials and rocks » de Chengbo Yu, Shaocheng Ji, Qi Li, September 2015, Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, les propriétés mécaniques, le module d’Young, la célérité longitudinale et la célérité transversale de différentes roches avec différentes porosités sont données qui peuvent être utilisées pour définir des caractéristiques d’un tel verre poreux. Le tableau de la FIG. 12 indique des exemples de mousses présentant des propriétés avantageuses pour constituer la couche de rupture d’impédance 16, à titre d’exemple non limitatif. L’homme du métier comprendra aisément que d’autres mousses présentant des propriétés similaires ou répondant aux contraintes spécifiques du MEMS 11 peuvent également être utilisées. Le diagramme de la FIG. 13 illustre l’évolution du coefficient de transmission et du coefficient de réflexion par rapport au rapport d’impédance, dans le cas où le matériau de rupture d’impédance 16 du capteur MEMS selon les modes de réalisation de l’invention est réalisé en utilisant une des mousses métalliques du tableau de la FIG. 12 (Z2 désigne l’impédance de la couche de rupture d’impédance et Z1 l’impédance de la couche précédente selon la direction Y). Les modes de réalisation de l’invention permettent ainsi de fournir un capteur MEMS 100 de taille compacte, sans perturber le bon fonctionnement du MEMS 11. En particulier, ils permettent de préserver son alignement et son positionnement, avec une très faible dérive thermique et donc très peu de contraintes rapportées. L’homme du métier comprendra aisément que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-avant à titre d’exemple non limitatif. Elle englobe toutes les variantes de réalisation qui pourront être envisagées par l'homme du métier. Capteur MEMS (100) comprenant un MEMS (10) logé dans un boîtier (15), une structure de support (14) et, entre le MEMS (1) et ladite structure de support (14), un ensemble de couches empilées sur la structure de support (14), selon une direction d’empilement , la paroi inférieure du boîtier étant généralement plane et formant une desdites couches, caractérisé en ce que l’ensemble de couches comprend : - un élément de report (12) sur lequel est fixé le MEMS (1) et étant agencé à l’intérieur du boîtier (15), l’élément de report formant une couche intercalée entre le MEMS (1) et la couche correspondant à la paroi inférieure du boîtier ; - un substrat de carte électronique (13) agencé sous la couche correspondant à la paroi inférieure du boîtier (15) et monté sur la structure de support (14), et en ce que l’ensemble de couches comprend en outre une couche de rupture d’impédance (16) réalisée en mousse, la couche de rupture d’impédance en mousse formant un filtre adapté pour découpler les ondes de propagation qui se propagent vers le MEMS (1). Capteur MEMS (100) selon la revendication 1, dans lequel l’épaisseur de la couche de rupture d’impédance (16) est choisie en fonction de la fréquence de fonctionnement du MEMS (1). Capteur MEMS (100) selon la revendication 2, dans lequel l’épaisseur de la mousse formant la couche de rupture d’impédance (16) est choisie de sorte que la fréquence de coupure du filtre formé par la couche de rupture d’impédance (16) soit égale à la fréquence de coupure du MEMS (1). Capteur MEMS (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche de rupture d’impédance (16) est interposée entre le boîtier (15) et le substrat de carte électronique (13). Capteur MEMS (100) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la couche de rupture d’impédance (16) est interposée entre le substrat de carte électronique (13) et la structure de support (14). Capteur MEMS (100) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la couche de rupture d’impédance (16) correspond à l’élément de report (12) interposée entre le MEMS (1) et la paroi inférieure du boîtier (15). Capteur MEMS (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche de rupture d’impédance (16) est constituée d’au moins un matériau en mousse métallique. Capteur MEMS (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la performance de rupture d’impédance obtenue avec la couche de rupture d’impédance (16) est une fonction de l’épaisseur de la couche de rupture d’impédance (16) et de la surface de la couche de rupture d’impédance (16). Capteur MEMS (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche de rupture d’impédance (16) est constituée d’un seul tenant. Capteur MEMS (100) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel la couche de rupture d’impédance (16) comprend au moins deux parties disjointes en mousse. Capteur MEMS (100) selon la revendication 10, dans lequel la couche de rupture d’impédance (16) comprend deux parties disjointes en mousse, espacées l’une de l’autre. Capteur MEMS (100) selon la revendication 10, dans lequel la couche de rupture d’impédance (16) comprend au moins trois parties disjointes en mousse, les parties de la couche de rupture d’impédance (16) étant régulièrement espacées selon un pas choisi. Capteur MEMS (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le capteur MEMS est de type accéléromètre ou gyromètre. Capteur MEMS (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le MEMS (1) est constitué de silicium ou de quartz. Capteur MEMS (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le boîtier (15) est métallique ou à base de céramique. Capteur MEMS (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le substrat de carte électronique (14) est en céramique ou est une carte électronique en matériau FR4. Capteur MEMS (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la structure de support (14) est au moins en partie constituée d’aluminium. Capteur MEMS (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’élément de report (12) est réalisé en utilisant une brasure ou d’un collage de type structural ou de type époxy. Capteur MEMS (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la fixation du MEMS (1) est réalisée par vis ou par collage structurel de type époxydique à haut module de Young.