Contribution aux techniques d'actionnement numérique : cas d'un système électromagnétique 2D
Auteur / Autrice : | Laurent Petit |
Direction : | Maxence Bigerelle, Emmanuel Doré |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mécanique avancée |
Date : | Soutenance en 2009 |
Etablissement(s) : | Compiègne |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Le travail présenté dans cette thèse concerne le développement d'un actionneur électromagnétique numérique disposant de quatre positions discrètes. Après une étude bibliographique portant sur les actionneurs numériques, le principe d'actionnement électromagnétique, via la force de Laplace, a été choisi pour l'actionneur développé. L'originalité du travail repose sur l'architecture employée qui est basée sur quatre positions discrètes et deux directions de déplacement. Un modèle multiphysique semi-analytique a été établi et utilisé pour concevoir un prototype d'actionneur dont le principe de fonctionnement a été validé expérimentalement. Des comparaisons entre les résultats expérimentaux et simulés ont également permis la validation du modèle. Une version optimisée et miniaturisée a été conçue en prenant en compte les erreurs d'assemblage du dispositif précédent. Ses performances et sa capacité à réaliser des déplacements plans ont été vérifiées expérimentalement. Sa course est de 1 mm × 1 mm, l'erreur de répétabilité de positionnement en position discrète de 100 nm, la masse déplaçable maximale de 1,8 g et la consommation d'énergie minimale de 25 mJ. Des comparaisons entre les résultats expérimentaux et simulés ont mis en évidence les améliorations liées à l'optimisation de la conception et à l'enrichissement du modèle. Un assemblage de plusieurs actionneurs numériques élémentaires a ensuite été conçu afin de réaliser des actions complexes. Pour cela, le modèle développé a été utilisé pour définir tout d’abord le module élémentaire, en profitant de l'expérience acquise précédemment, puis l'assemblage, en considérant les interactions entre modules.