​Les outils de navigation et de géolocalisation reposent souvent sur des systèmes de positionnement par satellites tels que le GPS. Cependant, leurs signaux ne sont pas toujours disponibles, par exemple à l'intérieur de bâtiments. Il convient alors de recourir à une solution de substitution, à l'image de la centrale inertielle. Celle-ci, composée de trois accéléromètres et de trois gyromètres – auxquels peut s'ajouter un capteur de pression, pour l'altitude –, est capable de déterminer la position, l'orientation et la vitesse d'un objet en temps réel, à partir d'un point de départ de référence.

Allier hautes performances et miniaturisation

Les centrales inertielles, notamment présentes dans les smartphones, peuvent aussi être utiles pour des applications comme les véhicules autonomes, l'aide à la conduite ou la robotique industrielle. Néanmoins, de tels cas d'usage nécessitent une précision de l'ordre de quelques dizaines de centimètres, au maximum. 

« Il existe bien des centrales inertielles à hautes performances, mais elles utilisent des capteurs volumineux et coûteux », observe Philippe Robert, cofondateur et CEO d'iNGage. « À l'inverse, les systèmes miniaturisés actuels affichent un niveau de précision limité : ils peuvent comporter une erreur de plusieurs mètres au bout de quelques secondes. » 

Dans les deux cas, ces contraintes s'avèrent incompatibles avec les applications citées précédemment.

La start-up iNGage, créée en ce début d'année 2025, entend répondre à ce besoin en développant une centrale inertielle d'un nouveau type. Celle-ci permettra de combiner à la fois des performances élevées et un coût accessible. En effet, ses dimensions seront réduites, grâce aux micro et nanotechnologies, et elle affichera une performance supérieure par mm² de silicium, grâce au principe de détection exploité par iNGage.

Détection par nanojauges piézorésistives

Comment est-ce possible ? 

« Nous avons opté pour une nouvelle approche reposant sur un principe de détection piézorésistive », explique Philippe Robert. « Cela consiste à mesurer la variation de la résistance de deux nanojauges, induite par la contrainte mécanique provoquée par les effets de l'accélération et de la rotation. »

Chez iNGage, cette technique est appliquée à l'échelle nanométrique, ce qui augmente la sensibilité du dispositif, donc ses performances. 

« Notre différenciation majeure vient de l'association entre le MEMS et le NEMS, son équivalent à l'échelle nanométrique », souligne Philippe Robert. « Le MEMS pour la structure mécanique de notre centrale inertielle et le NEMS avec les nanojauges piézorésistives. Cette approche permet de réaliser des centrales inertielles à l'échelle d'un composant dont les performances ne sont pas accessibles aujourd'hui en technologie MEMS capacitive, et donc d'envisager de nouveaux cas d'usage. » 

Une technologie issue d'une quinzaine d'années de recherche au CEA-Leti et protégée par plus de trente brevets.

La start-up – lauréate du concours d'innovation i-Lab 2024 – s'appuie sur de premiers résultats probants. Elle a en effet démontré que son principe innovant de détection permettait de réaliser des accéléromètres et des gyromètres à trois axes, ainsi que des capteurs de pression, dotés d'un niveau de précision compatible avec les applications envisagées. Elle vise désormais – notamment via une levée de fonds – à produire des prototypes complets qui seront évalués par ses premiers clients, en particulier pour des applications de robotique industrielle, qui nécessitent une grande précision dans la localisation. Avant de s'attaquer aux marchés des systèmes d'aide à la conduite et des véhicules autonomes, en complément d'autres technologies comme le GPS, le radar ou le LiDAR.