Etude, Réalisation, Caractérisation et Commande d'une Micropince Piézoélectrique.

La "micromanipulation", c'est-a-dire la saisie, le maintien, le deplacement, l'orientation et la depose de dimensions globalement comprises entre 1 micron et 1 mm concerne de plus en plus de secteurs d'activite tels que l'assemblage de pieces micromecaniques rigides (microroues dentees, microlentilles optiques, circuits hybrides, etc...) ou la manipulation d'elements biologiques pour la medecine ou les biotechnologies (micro-organismes, cellules, etc...). Les travaux presentes dans ce memoire ont permis d'aboutir a la mise au point d'une nouvelle micropince a deux doigts de serrage, chacun etant capable de se mouvoir independamment dans deux directions perpendiculaires, offrant ainsi quatre degres de liberte articulaires a la pince. En plus de l'ouverture/fermeture des doigts de la pince, ces mobilites autorisent notamment le centrage et l'orientation des objets entre les mors. Le principe d'actionnement d'un doigt repose sur un actionneur de type poutre piezoelectrique a electrodes repartie, appele duo-bimorphe, pour lequel un modele statique de comportement a ete etabli. Les micropinces developpees presentent des courses d'ouverture/fermeture et de montee/descente de, respectivement, 320 microns et 400 microns pour 100 V et des forces de blocage d'environ 55 mN en serrage et 10 mN en montee/descente pour 100 V. Ce memoire rapporte plusieurs experimentations dont l'assemblage potentiel d'un pignon de montre, la micromanipulation de cubes de 300 microns de cote sous une binoculaire ou d'objets spheriques de 200 microns de diametre dans un microscope electronique a balayage. Afin de commander cette micropince, et plus generalement les actionneurs piezoelectriques, une nouvelle commande est proposee permettant un controle fin en boucle ouverte des deplacements de l'actionneur. Elle est fondee sur la juxtaposition d'une commande a charge electrique constante et une commande a tension constante. Une reduction de l'hysteresis d'un facteur dix est ainsi obtenue.