Deux groupes de chercheurs de l’Université de la Sarre étudient de nouvelles méthodes pour déplacer avec précision des composants à l’aide de fils métalliques à mémoire de forme. Des applications ont déjà été trouvées dans le domaine de la santé.
Les fils à mémoire de forme permettent des déplacements de précision. Ils peuvent « animer » des maquettes de chauve-souris d’un battement d’ailes aussi vrai que nature, commander des appareils d’inhalation avec une telle précision que les substances actives atterrissent directement à l’endroit voulu, ou soulever et abaisser des charges volumineuses sans un bruit.
Les fils à mémoire de forme se comportent dans le principe comme nos muscles. Ils réagissent à des impulsions nerveuses en se contractant et en raccourcissant. Lorsqu’ils se détendent à nouveau, ils retrouvent leur forme d’origine. C’est ainsi que nous pouvons effectuer tous les mouvements imaginables.
Ces fils « intelligents » en alliage nickel-titane (NiTi) peuvent également passer d’une forme à une autre. Sous l’effet de la chaleur, lorsqu’ils sont traversés par un courant électrique par exemple, ils se contractent et rétrécissent considérablement. Si l’on coupe de courant, ils refroidissent et reprennent leur longueur.
À la chaire des techniques d’actionnement peu conventionnelles de l’Université de la Sarre, des chercheurs mettent en mouvement toute une série de composants techniques avec des fils à mémoire de forme. Une fois sous tension, ces fils aussi fins que des cheveux soulèvent de lourdes charges. Des mouvements suivant une chorégraphie définie peuvent être réalisés à l’aide d’une commande avancée et de plusieurs fils. Les chercheurs l’ont démontré sur des maquettes de chauve-souris auxquelles ils ont incorporé des muscles artificiels en fils pour un projet de musée.
Autre application : un inhalateur qui délivre les substances actives dans les poumons à l’endroit exact où il faut. Des études ont révélé que les particules de substances atterrissent dans certaines parties des poumons, en fonction de l’endroit précis de l’embout de l’inhalateur où elles ont été aspirées. Avec des fils intelligents, on peut mettre en place un petit tuyau directement dans l’embout pour que la charge en substances actives soit acheminée de façon ciblée dans les poumons.
Les ingénieurs de la chaire de théorie des systèmes et des technologies de réglage développent des algorithmes de façon à pouvoir couper sur mesure des fils à mémoire de forme et les commander sans problème. Les commandes des changements sont envoyées par un micro-contrôleur. Les chercheurs modélisent les mouvements. Les algorithmes calculent et évaluent de façon invisible d’éventuelles interférences et lancent directement des commandes pour contrer ces influences. Comme la longueur du fil varie en fonction de la température, un courant d’air froid, par exemple, peut être gênant. Les scientifiques allemands de la chaire de théorie des systèmes et des technologies de réglage développent de nouveaux types de procédés d’évaluation en temps réel et des méthodes de réglage, qui doivent compenser automatiquement des écarts de températures ou des courants d’air variables. Ce système doit être totalement dépourvu de capteurs.
Informations complémentaires Chaire des techniques d’actionnement peu conventionnelles, professeur Stefan Seelecke : www.mmsl.uni-saarland.de/ Chaire de théorie des systèmes et des technologies de réglage, professeur Joachim Rudolph : www.uni-saarland.de/lsr
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