Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La mécatronique est, par définition, un domaine à la croisée de la mécanique, de l'électronique et de l'informatique temps réel. Le but de cette action de synergie est d'améliorer les fonctionnalités d'un produit. Les dispositifs mécatroniques sont utilisés pour piloter des systèmes et rétroagir pour s’adapter aux conditions variables de fonctionnement. Cet article présente la démarche d'intégration des différents domaines (mécanique, contrôle, électronique, logiciel) ainsi que les composants utilisés pour l'optimisation d'un produit. Utilisée au départ dans l'aéronautique, la mécatronique s'est peu à peu répandue à d'autres secteurs industriels comme présenté dans ce dossier. Santé, environnement, énergie, spatial : les perspectives de développement des applications des systèmes mécatroniques sont immenses.
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Mechatronics is, by definition, a domain at the interface of mechanics, electronics and real time computation. This synergy action aims at improving the functionalities of a product. Mechatronic devises are used in order to pilot systems and retroact in order to adapt to the varying conditions of functioning. This article presents the integration process of the various domains(mechanical, control, electronic, software) as well as the components used in order to optimize a product. Initially used in the field of aeronautics, mechatronics has now spread to other industrial sectors as shown in this article. Health, environment, energy, spatial sectors: the development prospects of the applications of mechatronic systems are immense.
Auteur(s)
-
Pierre DEVALAN : Ancien directeur des programmes de R du Cetim
INTRODUCTION
La mécatronique est issue de l'intégration de technologies provenant de la mécanique, de l'électronique, de l'automatique et de l'informatique dans la conception et la fabrication d'un produit en vue d'augmenter et/ou d'optimiser sa fonctionnalité. Il ne s'agit ni d'une science, ni d'une technologie mais d'une démarche d'intégration de technologies en synergie. Historiquement, cette démarche s'est imposée d'abord sur les automatismes qui ont eu besoin de recourir aux technologies de l'électronique, puis, avec l'arrivée de l'informatique, des microprocesseurs et de la technologie internet, de nouveaux produits sont apparus et les possibilités des produits existants, qui ont intégré ces technologies, ont été décuplées. La mécatronique, qui s'est d'abord imposée dans l'aéronautique, s'est ensuite largement diffusée dans l'automobile puis a progressivement envahi les produits de l'industrie mécanique. Toutefois, la démarche d'intégration et les méthodes de conception et de simulation associées n'en sont qu'à leurs débuts tout comme les possibilités offertes par l'ensemble des technologies ainsi fusionnées.
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VERSIONS
- Version courante de juin 2020 par Pierre DEVALAN
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Présentation
Démarche de fusion et d'intégration1. De la conception d'un automate à la démarche d'intégration
Dès la naissance des systèmes mécaniques, la nécessité de régulation du système est apparue. En effet, pour maintenir un feu allumé ou surveiller la cuisson d'un aliment, il faut être attentif et intervenir avec mesure au bon moment, ce que l'on peut traduire par le terme de régulation ou de rétroaction à l'aide d'un moyen automatique.
Le besoin de maintenir constantes des grandeurs physiques est donc apparu très tôt. Dans les clepsydres (au temps des Grecs), il était nécessaire de réguler un débit d'eau pour représenter l'écoulement du temps. Dans les premiers fours, c'est la température que l'on a souhaité maintenir constante ; dans les moulins, c'est la position des ailes par rapport au vent et la vitesse de rotation des meules qui ont fait l'objet de systèmes de régulation.
Avec l'arrivée de la révolution industrielle, les sources d'énergie, comme les machines à vapeur au XVIIIe siècle puis les turbines hydrauliques au XIXe siècle, provoquent une forte demande dans le domaine des techniques de régulation de vitesse.
Les premiers régulateurs ont été des régulateurs mécaniques : par exemple, le régulateur de vitesse centrifuge à boules de Watt, inventé en 1787, qui a été utilisé sur toutes les machines à vapeur des grands ateliers de filature, est devenu un organe indispensable des machines de cette époque (figure 1).
À partir de la fin du XIXe et du début du XXe siècle, les régulateurs se développent sous deux formes : électrique et pneumatique. Puis l'électricité et l'électronique, au milieu du XXe siècle, ont apporté une grande nouveauté par rapport aux premiers systèmes mécaniques, il s'est agi de leur capacité à traiter les signaux électriques. Par exemple, dans les systèmes de régulation, on considère l'écart entre la valeur de la grandeur régulée et la valeur souhaitée pour lui appliquer un algorithme de traitement. Avec des moyens mécaniques, il s'est avéré extrêmement compliqué d'appliquer à ces grandeurs des opérateurs mathématiques tels que l'amplification, la dérivation ou l'intégration. Avec l'avènement de l'électronique durant la première moitié du XXe siècle, les outils de traitement de l'information ont imposé leur souplesse d'utilisation, les grandeurs...
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De la conception d'un automate à la démarche d'intégration
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - REMAUD (P.) - Une histoire de la genèse de l'automatique en France. - Thèse Laboratoire d'automatique et d'informatique industrielle, École Supérieure d'ingénieurs de Poitiers (2003).
-
(2) - MORI (T.) - Mechatronics. - Yasakawa Internal Trademark Application Memo 21.131.01, 12 juil. 1969.
-
(3) - HOUMMADY (M.) - Coopération franco-japonaise dans le domaine de la mécatronique. - Conférence à la Maison franco-japonaise, 28 mai 1997.
-
(4) - CETIM - Guide de conduite d'un projet mécatronique. - À paraître.
-
(5) - BRUN-PICARD (D.) - La mécatronique en tant que démarche de conception intégrée des systèmes à haute performance dynamique. - In Mecatronica, Publication trimestrielle de la Société Roumaine de Mécatronique, ISSN 1583-7653, no Nr. 1/2004, p. 24-30, Bucarest, Roumanie (2004).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Mécatronique. Vocabulaire - NF E 01-010 - 11-08
-
Mécatronique. Cycle de vie et conception des produits, norme expérimentale - XP E 01-013 - 10-09
ANNEXES
1.1 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Fédération des industries mécaniques FIM, http://www.fim.net, qui comprend notamment le syndicat des industriels de la mécatronique ARTEMA http://www.artema-france.org
Réseau technologique pour les entreprises en mécatronique, productique et management de l'innovation, THESAME http://www.thesame-innovation.com
Union technique de l'électricité UTE http://www.ute-fr.com
Union de normalisation de la mécanique et du Caoutchouc UNM http://www.unm.fr
Pôle de compétitivité Arve Industries, décolletage et mécatronique http://www.arves-industries.fr
Pôle de compétitivité MOVEO, automobiles et moyens de transports avancés http://www.pole-moveo.org
HAUT DE PAGE1.2 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
Centre technique des industries mécaniques CETIM http://www.cetim.fr
Université de...
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