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RÉSUMÉ
La mécatronique est un domaine à la croisée de la mécanique, de l'électronique et de l'informatique, avec pour but l'amélioration des 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. La mécatronique s'est peu à peu répandue dans de nombreux secteurs industriels, les perspectives des applications des systèmes mécatroniques sont immenses.
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Pierre DEVALAN : Ancien directeur des programmes de R&D du CETIM, - Consultant DEVALAN CONSEIL, Senlis, France
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 dans 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, qui historiquement s'est d'abord imposée 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 a émergé à ses débuts 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. À présent, ce sont des domaines tels que l’Internet des objets ou encore l’intelligence artificielle qui viennent apporter leur concours afin de multiplier encore les possibilités de cette intégration de technologies. Après un rappel historique de cette démarche, l’article précise ce qui caractérise un composant ou un système mécatronique, aborde quelques exemples, puis définit les différents domaines que recouvre la mécatronique.
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- Version archivée 1 de avr. 2010 par Pierre DEVALAN
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4. Domaines d'étude de la mécatronique
L'objectif de l'étude des systèmes mécatroniques n'est pas de traiter des aspects spécifiques à chacun des composants ou des technologies, que l'on retrouve dans les différentes bases documentaires des Techniques de l'Ingénieur, mais des particularités de fusion et d'intégration de ces éléments liés ensemble dans un système mécatronique.
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Intégration des capteurs et fonction acquisition
Développer des machines et produits flexibles et adaptatifs (aux productions, aux opérateurs…) implique un besoin accru de capteurs. Il s'agit d'étudier les problématiques liées à l'intégration des capteurs (miniaturisation, compacité, encapsulage) dans le cadre de contraintes d'utilisation spécifiques, et d'aborder les aspects liés à leur alimentation en énergie (capteurs autonomes), les niveaux d'intelligence locale, les fonctions de communication évoluées, l'extraction et le traitement des signaux.
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Intelligence embarquée
Intégrer des capteurs, du traitement du signal, des moteurs ou des actionneurs n'est pas une idée nouvelle mais, jusqu'à un passé peu lointain, les commandes étaient « tout-ou-rien » ou analogiques. Ce qui a tout changé est l'arrivée du numérique avec ses possibilités de calcul, sa rapidité, sa fiabilité, sa facilité de programmation et de mémorisation, son faible coût et un potentiel de fabrication en quantité. Grâce aux progrès de l'électronique et de l'informatique, il est aujourd'hui devenu possible d'introduire – à des coûts acceptables – une certaine dose d'information dans les systèmes mécaniques pour en améliorer les performances, le fonctionnement et la sécurité. Grâce à la mécatronique, les équipements et les composants deviennent communicants entre eux, ainsi qu'avec l'extérieur, et de plus, intelligents. Il s'agit d'étudier les spécificités de la conception et de la réalisation de logiciels embarqués des produits mécatroniques avec notamment leur intégration dans la chaîne de conception complète incluant la simulation et le prototypage des lois de commandes.
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Simulation des systèmes mécatroniques
La simulation numérique, dans le cadre de systèmes mécatroniques, consiste à réaliser un prototype virtuel afin de reproduire le fonctionnement dynamique d'un système mécatronique,...
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BIBLIOGRAPHIE
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(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 (1969).
-
(3) - HOUMMADY (M.) - Coopération franco-japonaise dans le domaine de la mécatronique. - Conférence à la Maison franco-japonaise (1997).
-
(4) - 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, n° Nr. 1/2004, p. 24-30, Bucarest, Roumanie (2004).
-
(5) - VDI 2206 - Design methodology for mechatronic systems. - Verband Deutscher Ingenieure/Association of German Engineers (2004).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Mécatronique – Vocabulaire. - NF E01-010 - Novembre 2008
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Mécatronique – Cycle de vie et conception des produits. - NF E01-013 - Août 2015
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Sous-système de communication industriel basé sur l'ISO 11898 (CAN) pour les interfaces des dispositifs de commande – Partie 4 : protocole CAN open. - NF EN 50325-4 - Août 2003
ANNEXES
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale :
En 2016, l'Inserm s'est doté d'un plan stratégique pour anticiper les défis de la révolution biologique, technologique et accompagner l’évolution de ce que sera la médecine de demain
Solutions série USB et réseau :
La technologie EPV Eltima Port Virtualization Technology
Autres :
https://www.canal-u.tv/video/unittv/les_notions_de_base_de_l_internet_des_objets.48709
https://www.canal-u.tv/video/unittv/les_enjeux_technologiques_de_l_internet_des_objets.48715
https://fr.wikipedia.org/wiki/Internet_des_objets
HAUT DE PAGE2.1 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Fédération des...
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