Présentation Stage Master

"Stratégies de Pilotage de Micro-Actionneurs Quadri-stables Sans-Fil par Moyens Optiques"

M. Saadallah EL DARAZI

Encadrants de stage :M. Frédéric LAMARQUEM. Hani AL HAJJAR

UNIVERSITÉ DE TECHNOLOGIE DE COMPIEGNE (UTC)

LABORATOIRE ROBERVAL, UMR 7337

Travail demandé

Compréhension du système mécanique du micro-actionneur quadri-stable basé sur des poutres flambées bistables et actionné par des alliages à mémoire de forme (AMF)

Conception des petites pièces de support des AMF Montage d’un système optique utilisant un micro-miroir MEMS (Mirrorcle) pour chauffer

les AMF Pilotage d’un micro-actionneur quadri-stable par moyen opto-mécanique

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

2

Plan de Présentation

I. Introduction

II. Conception du système mécanique d’actuation

III. Stratégie de pilotage du micro-actionneur par balayage opto-mécanique

IV. Démonstration de l’actionnement d’un bistable puis d’un quadri-stable

V. Conclusion et perspective

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

3

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

4

I. Introduction

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

5 Etat de l’art

Les actionneurs bistables basés sur les poutres flambés :

Actionneur à poutre pré-comprimée

Actionneurs à poutres parallèlement préformées et centralement pincées

Actionneurs à poutres symétriquement préformées et centralement pincées

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

6 Etat de l’art

Elément pousseur ou moteur : Alliages à mémoire de forme (AMF) :

Forme droite à chaud

Chaque AMF pousse vers une position stable

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

7 Etat de l’art

Techniques de pilotage :

Un seul laser par AMF (encombrante)

Chauffage de l’espace de travail par une seule source lumineuse à différentes longueurs d’onde avec des filtres sur les AMF

Chauffage d’un point précis de l’espace de travail par balayage opto-mécanique

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

8

II. Conception du système mécanique d’actuation

Analyse cinématique

Présentation du micro-actionneur : Composé de deux structures bistables

Fabriqué en silicium par DRIE

4 positions stables pour l’anneau central

Schéma simplifié des positions :

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

9

{¿+250µm+50 µm

¿ −50µm−250µm

Emplacement des AMF

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

10

Les éléments pousseurs revêtus

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

11

Les éléments pousseurs revêtus

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

12

Nitinol sans couche SiO2Nitinol avec couche SiO2Le Nitinol revêtu de SiO2

Les éléments pousseurs revêtus

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

13

Pièces de support des AMF

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

14

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

15

III. stratégie de pilotage du micro-actionneur par balayage opto-mécanique

Fonctionnement attendu de l’actionneur quadri-stable

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

16

Balayage opto-mécanique par micro-miroir Le micro-mirroir Mirrorcle

Principe de fonctionnement

Modes de balayage optique

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

17

Commande du Micro-miroir Mirrorcle

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

18

Algorithme suivi sur LABVIEW

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

19

Commande du Micro-miroir Mirrorcle

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

20

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

21

Iv. Démonstration de l’actionnement d’un bistable puis d’un quadri-stable

Montage optique pour le balayage en plan horizontal

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

22

Démonstration de l’actionnement d’un bistable

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

23

Montage optique pour le balayage en plan vertical

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

24

Miroir fixe

Element imprimé

Démonstration de l’actionnement d’un quadri-stable

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

25

Courbe de déplacement

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

26

Conclusion

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

27

Conception des pièces de support des AMF Pilotage du micro-miroir via LabVIEW Pilotage de l’actionneur quadri-stable par un montage optique utilisant le

micro-miroir Validation de la méthode de balayage opto-mécanique comme solution pour

la commande d’un réseau de micro-actionneurs

Perspective

Conception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

28

MERCI POUR VOTRE

ATTENTIONConception d’un dispositif d’actionnement piézoélectrique pour des fonctions de mouvements d’éléments optiques en contexte automobile

29