Page 14 - Insavalor Contrôles Essais Mesures 2018

FOCUS
Doter d'intelligence des pièces passives
Fabrication additive
Fabrication additive de matériaux
fonctionnels : un nouveau vecteur
d’innovation pour la mécatronique
Le développement actuel de matériaux intelligents favorise une réelle intégration de fonctionnalités à une structure, cela va de pair avec les procédés de fabrication additive (FA) qui permettent ainsi de passer d’équipements greffés à des équipements complètement intégrés. De fait, dans les années à venir, la FA de matériaux fonctionnels sera de plus en plus employée pour la réalisation de fonctions mécatroniques hybrides qui combineront à la fois la structure mécanique, des composants électroniques, des pistes conductrices et des matériaux intelligents.
Les experts
Pierre-Jean COTTINET
LGEF
Minh-Quyen LE
LGEF
es opportunités d’utiliser les matériaux électroactifs, pour la réalisation de fonctions méca-
Jean-Fabien CAPSAL
LGEF
Yoann HEBRARD
SKF-Aerospace
fibre ainsi que leur mise en œuvre et en application est un projet de fond mené par le LGEF (INSA Lyon) depuis plus de 20 ans. En effet, l’impression de maté- riaux possédant des propriétés de couplages multiphysiques est rendue possible grâce à un accès aisé depuis ces dernières années à différents types de particules (ferroélectrique, magnétique, conductrice, etc.), mais aussi de maté- riaux organiques présentant des proprié- tés spécifiques. Les équipes du LGEF ont développé différentes briques technolo- giques, à savoir : composite ferroélec- trique, piézorésistif, ferromagnétique, et électrostrictif, qui ont été poussées jusqu’à des niveaux de TRL 6.
Des composites piézoélectriques pour le contrôle de santé des roulements
Des roulements, il y en a partout : des robots ménagers, en passant par les compresseurs ou les roues de véhicules, un très grand nombre de systèmes en rotation en sont équipés. Pour éviter des arrêts de production coûteux dus à la défaillance imprévue de l’un d’entre eux, il faut en permanence les surveiller, et “traquer” l’apparition du moindre défaut. Pour ce faire plusieurs techniques sont couramment utilisées. Mais pour certains secteurs, il est parfois indispensable de réaliser une surveillance continue, notamment pour des organes de sécurité. Les industriels utilisent alors des capteurs de vibrations, qui sont installés à demeure sur une structure fixe à proximité du roulement. Mais cela impose des contraintes dues à la présence de câbles pour l’alimentation et la transmission des données des capteurs, ainsi qu’un encom- brement plus important. Or dans certains domaines, citons notamment l’aéronau- tique, cela peut être complexe. Il est donc intéressant de disposer de roulements instrumentés capables d’effectuer leur propre contrôle de santé et d’envoyer les données sans fil. Cela implique l’intégra- tion de capteurs de vibration au plus proche de la structure à contrôler pour un coût économique réduit. Pour cela, le développement de revêtements intelli- gents de type piézoélectrique (peinture,
L
troniques dans diverses applications inno- vantes, se développent grâce aux nouvelles fonctionnalités offertes par ces matériaux. Néanmoins, leur implémen- tation sera dictée par la possibilité de produire des dispositifs avec un coût signi- ficativement inférieur à celui nécessaire pour intégrer ces fonctions de manière conventionnelle (collage, surmoulage, etc.). De plus, la majorité des matériaux actuellement disponibles ne possède pas de propriétés couplées. Le développe- ment de matériaux multifonctionnels sous forme d’encre, de composite ou de
SUPPLÉMENT À N°64 G SEPTEMBRE 2018
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