Textiles techniques et membranes flexibles pour des machines biomécaniques

Afin d'équiper des machines biomécaniques, tels que des prothèses, des pompes ou des dispositifs de filtration avec des membranes actuateurs, ce projet s'est axé sur l'étude de membranes en fibres d'un polymère piézoélectrique. Différents concepts ont été étudiés, testés et évalués pour la génération de mouvements électromécaniques.

Des méthodes de prototypage rapide, de conception mécanique et de mécatronique, ainsi que l'impression 3D ont été utilisés le long du projet afin d'usiner différents démonstrateurs de test.

Une première partie du projet consistait en une étude de faisabilité pour la fabrication de muscles artificiels à base de membranes en microfibres polymères.

Pour cela des membranes en microfibres ont été fabriqués au laboratoire COMATEC-LANS par électro-filage d'un polymère piézoélectrique.

Basé sur des mesures de test ainsi que sur des études de l'état de l'art, la faisabilité de principe a pu être démontrée. Des limites de la plage d'actuation ont également été identifiées.

Par la suite du projet, la conception et les développements pratiques de démonstrateurs ont ensuite été orientés sur des applications en mode vibratoire.

La deuxième partie du projet été dès lors axé sur le design et le prototypage rapide de systèmes avec membranes actives pour des applications de filtration.

Afin d'améliorer des performances de filtres à base de membranes, différents méthodes d'actuation électromagnétiques ont été étudiés et un circuit électrique de générateur de fréquence à faible coût a été développé.

Les différents démonstrateurs développés dans le cadre du travail ont permis de comparer plusieurs concepts de couplage électromagnétique et d'actuation piézoélectrique pour des membranes à base de fibres de polymères. L'intégration ainsi que les performances de filtration pourront ainsi être évaluées en assurant l'étanchéité de prototypes par usinage classique.

Etudiant: Aurélien Trolliet

Année: 2018

Département: TIN

Filière: Microtechniques avec orientation en Microtechniques

Type de formation: Plein temps

Enseignant responsable: Silvia Schintke

Institut: COMATEC

Ce travail est confidentiel