Les différents types de capteurs

Les capteurs sont omniprésents ; la vie moderne sans eux est inimaginable. Conduire une voiture sans compteur de vitesse ni jauge à essence serait difficile, sans parler des nombreux capteurs regroupés dans le voyant « Check Engine ». Les capteurs existent sous toutes les formes, et beaucoup d'exemples classiques ne reposent même pas sur l'électronique.

Identification

Un capteur est tout dispositif qui prend une grandeur physique, la mesure et la convertit en information lisible et compréhensible par un observateur. Il existe une grande variété de moyens de collecte et conversion de données, beaucoup sans électronique.

Types

Tous les capteurs partagent une caractéristique : ce sont des transducteurs. Un transducteur transforme un type d'énergie en un autre. Exemple : un thermomètre à mercure transforme l'énergie thermique en dilatation/contraction d'un liquide pour la mesure. Donc, tous les capteurs se classent selon l'énergie qu'ils détectent et convertissent : acoustique, chimique, électromagnétique, rayonnement ionisant, mécanique, optique, thermique.

Fonctionnement

Quatre exemples de fonctionnement :

• Capteurs infrarouges passifs (PIR) : utilisent des matériaux pyroélectriques émettant des impulsions électriques quand ils sont chauffés ou refroidis. Le rayonnement IR traverse la face avant et rencontre des capteurs en plaque, cristal ou film pyroélectrique. Les impulsions sont collectées et converties en données exploitables.
• Télémètre laser : renvoie l'énergie d'un faisceau laser sur une cible et mesure le temps de retour. La vitesse de la lumière étant constante, le temps de retour donne la distance exacte. Radar et sonar fonctionnent sur le même principe.
• Baromètre à mercure : capteur mécanique. Tube avec réservoir de mercure ouvert à la base, visuellement similaire à un thermomètre. Le mercure monte ou descend dans le tube pour équilibrer la pression atmosphérique sur le réservoir.
• Compteur Geiger : capteur de rayonnement ionisant bien connu. Tube rempli de gaz inerte (hélium, néon, argon). Quand des rayons gamma ou bêta traversent le gaz, il devient conducteur et libère une impulsion électrique, qui est mesurée.

Caractéristiques

Tout capteur pratique doit respecter trois règles : 1) sensible à la propriété mesurée ; 2) insensible aux autres propriétés (ignore le reste) ; 3) ne modifie pas la propriété mesurée.

Considérations

Les organismes vivants possèdent une vaste gamme de capteurs biologiques. Différentes créatures détectent : lumière, mouvement, température, toxines, champs magnétiques, nutriments, gravité, humidité, vibration, pression, proprioception, champs électriques, sons, phéromones, chimie métabolique interne.