La conception durable de l'électronique est l'un des plus grands défis techniques de notre époque. Les systèmes électroniques doivent être capables de résister à des conditions extrêmes telles que la chaleur, l'humidité et les vibrations, tout en restant réparables ou recyclables en fin de vie. Pour relever ce défi, les recherches de Nora Jeske se concentrent sur des matériaux et des technologies de connexion innovants et respectueux de l'environnement pour les systèmes électroniques. Elle développe également des méthodes basées sur les données pour évaluer les appareils électroniques et estimer leur durée de vie restante. Cela répond au problème croissant des déchets électroniques et soutient la mise en œuvre des critères Siemens Eco Tech. Pour ces contributions, elle a reçu le prix de l'inventeur de l'année 2025 dans la catégorie « Nouveau venu ».
Le frittage de l'argent : une technologie clé pour une fiabilité accrue et une durée de vie plus longue
L'augmentation de la fiabilité et de la durée de vie de l'électronique de puissance est au cœur des recherches de Jeske. L'utilisation de la technologie de frittage de l'argent pour des solutions d'assemblage et de connectivité innovantes constitue une approche importante. Lors du frittage de l'argent, de minuscules particules d'argent sont pressées ensemble sous pression et à une chaleur modérée pour former un composé solide électriquement conducteur. Contrairement à la soudure, il n'y a pas de fusion des métaux, mais plutôt un processus de diffusion qui crée une couche composée stable et résistante aux hautes températures. Grâce aux excellentes propriétés thermiques de l'argent, cette technique présente des avantages majeurs : meilleure dissipation de la chaleur, fiabilité accrue et durée de vie plus longue. Jeske s'efforce d'améliorer encore la durabilité de cette technologie. Elle se concentre sur l'optimisation des chaînes de processus afin de combiner le frittage de l'argent avec d'autres étapes de fabrication. L'objectif est de raccourcir les temps de traitement, d'économiser de l'énergie et d'améliorer simultanément la fiabilité afin de produire des modules robustes, compacts et durables pour l'électronique de puissance.
Outre l'amélioration de la fiabilité, Jeske concentre également son attention sur la manière dont les appareils électroniques peuvent être réutilisés et recyclés, et sur la manière dont la fabrication peut être rendue plus économe en ressources. En collaboration avec l'équipe de fabrication électronique de Berlin, elle développe des approches pour un processus de séparation automatisé pour les cartes de circuits imprimés et les composants électroniques, des méthodes pour évaluer la réutilisabilité des composants et des concepts de récupération de la chaleur et des gaz de procédé lors de la production. « Nous étudions comment l'ensemble du module peut être construit pour être durable tout en restant réparable », explique Jeske. « C'est la clé de l'économie circulaire », ajoute-t-elle.
Des appareils électroniques qui racontent leur histoire
Ses travaux novateurs portent également sur l'évaluation du cycle de vie de l'électronique. Jeske et ses collègues ont développé des structures passives qui peuvent être intégrées dans des matériaux ou des composants et réagir rapidement aux contraintes environnementales telles que la température ou l'humidité. Cela donne une indication de l'état de l'électronique et fournit des conseils décisionnels pour évaluer la durée de vie restante d'un système ou de composants individuels.
Cela rend l'électronique évaluable sur la base de données : quels composants peuvent être réutilisés ? Lesquels doivent être remplacés ou recyclés ? Quel impact cela a-t-il sur la durée de vie restante de l'ensemble du système ? Cela crée une nouvelle norme technique — des appareils électroniques qui fournissent des informations sur leur propre historique d'utilisation — et rend la transition vers une économie circulaire mesurable et contrôlable.
De la technologie à la stratégie
Parallèlement au développement technique, Jeske explore les moyens d'intégrer ces solutions dans les générations de produits futures et dans les stratégies de développement durable de Siemens. En tant qu'experte clé senior chez Siemens Foundational Technologies, en plus de ses recherches, elle participe également à des radars de tendance et à des initiatives de recherche qui identifient à un stade précoce des matériaux durables et des principes de conception circulaire pour l'électronique.
La carrière de Jeske a été façonnée par une bourse de la Fondation allemande pour les bourses universitaires et son parcours interdisciplinaire entre technologie, questions sociales et services de conseil. Il est important pour elle de « provoquer le changement par mes propres actions », une affirmation qui se reflète dans ses inventions. L'objectif de ses travaux est de réduire les déchets électroniques dans le monde entier, de préserver les ressources et de concevoir des systèmes électroniques de manière à ce qu'ils puissent être utilisés plus longtemps, réparés et finalement mieux recyclés, ce qui constitue une contribution importante à l'économie circulaire.