Gagnant du Concours de vulgarisation scientifique

La révolution de l'écran tactile

Maxime Bilodeau, étudiant au doctorat au Groupe de recherche en acoustique de l'Université de Sherbrooke
Maxime Bilodeau, étudiant au doctorat au Groupe de recherche en acoustique de l'Université de Sherbrooke
Photo : Michel Caron - UdeS

Et si un jour nos tables devenaient tactiles ? Il sera désormais possible de rendre tactile pratiquement n’importe quelle surface, en plus de mesurer la pression appliquée sur celle-ci. C’est ce que propose la nouvelle technologie d’écran tactile ultrasonore développée par des chercheurs du Groupe d’Acoustique de l’Université de Sherbrooke (GAUS).

L’apparition d’écrans tactiles dans nos poches, dans nos voitures, sur nos électroménagers et partout ailleurs est en partie due aux avancées en miniaturisation de composantes électroniques. Toutefois, plusieurs applications ne peuvent bénéficier de cette propriété tactile pour diverses raisons. Les technologies tactiles capacitives typiquement utilisées dans nos appareils mobiles sont en effet difficilement adaptables aux grandes surfaces ainsi qu’aux surfaces non planes en raison des coûts de fabrication et de la nature des surfaces protectrices (souvent en verre). Ces technologies capacitives utilisent le fait que nos doigts sont conducteurs et qu’ils modifient localement la charge électrique à la surface de l’écran lors d’un contact. C’est ce qui explique pourquoi on doit enlever nos mitaines l’hiver pour naviguer sur nos cellulaires.

En revanche, une technologie d’écran tactile ultrasonore pourrait permettre d’obtenir des écrans tactiles de formes variées en plus de lever la nécessité de devoir utiliser des objets conducteurs (comme les doigts) pour les contacts. La technologie développée au GAUS est prometteuse et attire déjà plusieurs industriels étant donné son faible coût de production.

Rendre tactile tout objet pouvant vibrer

Le fonctionnement est bien simple : des petites pastilles piézoélectriques (matériaux pouvant se déformer sous l’effet d’un champ électrique) sont collées sur les bords des objets à rendre tactiles et elles sont utilisées afin de générer et mesurer des ultrasons (vibrations). Sachant comment se propagent les ultrasons dans l’objet d’intérêt à l’aide d’une mesure de référence, il est possible d’identifier la position d’un point de contact en comparant les signaux affectés par ce contact avec ce signal de référence. En effet, la présence d’un contact sur l’écran modifie légèrement les propriétés mécaniques de la structure et modifie par conséquent la propagation des ultrasons. Donc, un peu comme les chauves-souris écoutent les échos de leurs cris afin de se repérer dans l’espace, les échos générés ici par la présence d’un point de contact sont mesurés et permettent d’identifier avec précision la position de ce dernier.

La beauté de cette technologie est qu’elle permet de rendre tactile tout objet pouvant « vibrer ».  Si le matériau en question est trop viscoélastique (ou amortissant), il est possible de déposer une fine pellicule sur celui-ci et de l’utiliser comme milieu de propagation pour les ultrasons.

Dans les salles de classe

Adaptation de la technologie tactile développée au GAUS sur un écran sphérique
Adaptation de la technologie tactile développée au GAUS sur un écran sphérique
Photo : Michel Caron - UdeS

Le groupe supervisé par les professeurs Patrice Masson et Nicolas Quaegebeur collabore actuellement avec une compagnie afin de rendre leurs écrans sphériques tactiles. Ces écrans sphériques font fureur dans les domaines de l’art et de l’enseignement. Entre autres, les écoles primaires et secondaires sont enchantées par ces systèmes lorsqu’il est temps de parler des planètes, du système solaire et de géographie. Sinon, à titre d’exemple, la compagnie Airbus utilise ces écrans sphériques afin d’afficher en temps réel leurs différents vols sur le globe.

Plusieurs institutions et entreprises ont démontré leur intérêt face à ces systèmes sphériques dans la mesure où ils seraient tactiles, d’où la collaboration avec le GAUS.

D’autre part, un tapis tactile utilisant cette technologie permettra à une équipe de chercheur du domaine biomédical de tester l’efficacité de divers médicaments sur la perception de la douleur.

Enfin, plusieurs grands joueurs dans le domaine de l’art et du visuel manifestent leur intérêt devant cette récente technologie. Avec un peu d’imagination, on pourra certainement trouver de bonnes raisons de « tactiliser » nos planchers, nos tables et nos fenêtres!

À propos de Maxime Bilodeau

Maxime Bilodeau est étudiant au doctorat au GAUS, le Groupe de recherche en acoustique de l’Université de Sherbrooke. Il s’intéresse principalement à l’imagerie acoustique, qui trouve ses points d’ancrage entre autres dans la caractérisation de sources de bruits (imagerie dans l'audible) et dans le domaine médical (imagerie ultrasonore). Ses motivations pour la recherche sont bien définies : « Je désire garder un pied dans le domaine académique. L'enseignement m'interpelle depuis un moment déjà, et j'ai eu la chance d'attraper quelques contrats tout au long de ma formation. La diversité des projets, le potentiel de l'imagerie ultrasonore ainsi que le corps professoral du GAUS sont les facteurs principaux qui me motivent à poursuivre mes recherches au sein de ce groupe ».

À propos du concours

L’Université de Sherbrooke tient annuellement un Concours de vulgarisation scientifique, dont les objectifs sont de stimuler des vocations en vulgarisation scientifique et d’augmenter le rayonnement des travaux de recherche qui s’effectuent à l’Université, qu’ils soient de nature fondamentale ou appliquée.