Microsystèmes pour micro-usines

Christine Prelle

Imaginez une ligne de production miniature conçue pour fabriquer ou assembler de minuscules pièces, tels de petits engrenages d'horlogerie ou des microcomposants électroniques. Une "usine" dont la taille serait à l'échelle des éléments qu'elle fabrique, qui se transporterait d'un site à l'autre, permettrait d'automatiser des tâches manuelles fastidieuses, de produire de façon flexible de très petites séries customisées...

"Pour l'instant, les recherches sur ce concept portent principalement sur les micromachines de production, note Christine Prelle, du laboratoire mécanique, acoustique et matériaux (Roberval) de l'UTC. Notre équipe a choisi de se concentrer sur d'autres briques de la micro-usine." A son actif : une micromachine de mesure tridimensionnelle sans contact pour contrôler les cotes des composants fabriqués - technologie jusqu'à présent inaccessible pour de toutes petites pièces de l'ordre du millimètre cube. Mais aussi un microsystème de convoyage des pièces entre les machines, qui offre l'avantage de la flexibilité. "Sa trajectoire n'est pas prédéfinie, mais programmée avec un logiciel en fonction des besoins, souligne la chercheuse. Selon les pièces à produire, il peut par exemple aller de la machine A à la B puis à la C ou directement de A à C. Ou encore revenir en arrière pour rapporter à la machine d'usinage des pièces sur lesquelles la machine de mesure a détecté des défauts et qu'il faut retoucher."

Parce qu'il est difficile de câbler des systèmes de très petite taille, l'équipe étudie également des technologies sans fil innovantes pour actionner micromachines et microconvoyeurs. "Nous travaillons sur des actionneurs en alliage à mémoire de forme, explique Christine Prelle. Ils se déforment lorsqu'on leur applique un effort, mais retrouvent leur forme initiale quand on les chauffe et, ce faisant, actionnent le système. Pour les déclencher sans connectique, nous les chauffons à distance par laser et nous fonctionnalisons le matériau des actionneurs avec des filtres optiques pour qu'ils ne soient sensibles qu'à certaines longueurs d'ondes de laser : si le laser émet une radiation rouge, par exemple, l'actionneur dont le filtre bloque cette couleur ne réagit pas ; celui dont le filtre bloque une autre couleur se met en marche." Une approche originale que Roberval doit à la présence de spécialistes de photonique dans ses rangs.

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