Respec­tive­ment pro­fesseure des uni­ver­sités et maître de con­férences, Chris­tine Prelle et Lau­rent Petit sont chercheurs à Rober­val dans l’équipe « Mécanique, Énergie, Elec­tric­ité et Inté­gra­tion » (M2EI). Ils tra­vail­lent essen­tielle­ment sur l’étude des sys­tèmes micro-robo­t­iques. Des travaux recon­nus puisque le lab­o­ra­toire a été sol­lic­ité dans le cadre du PEPR « Robo­t­ique » sur la thé­ma­tique MINIRO qui fédère 9 lab­o­ra­toires dont Roberval.

Le dernier-né des PEPR vise, dans un souci de sou­veraineté en par­ti­c­uli­er, à struc­tur­er et à ren­forcer l’écosystème français de recherche et d’innovation en robo­t­ique afin de lever les ver­rous sci­en­tifiques et tech­niques lim­i­tant les per­for­mances des sys­tèmes robo­t­isés actuels, notam­ment en matière de mobil­ité et de con­trôle, de per­cep­tion et d’adaptation des robots à divers envi­ron­nements, de manip­u­la­tion physique d’objets mais prenant en compte dans le même temps les aspects de fru­gal­ité et d’autonomie.

Le PEPR accéléra­tion « Robo­t­ique » dédié aux travaux de recherche à TRL bas (1–3) s’appuie sur qua­tre pro­jets dont MINIRO et PERSEO qui impliquent respec­tive­ment Rober­val et Heudi­asyc à l’UTC. Le pro­jet MINIRO fédère 9 lab­o­ra­toires au niveau national.

« MINIRO a notam­ment pour objec­tif la créa­tion d’une force de frappe dans le domaine de la robo­t­ique minia­ture. Il s’agit de men­er des pro­jets struc­turants au niveau nation­al afin d’identifier les points de rup­ture pos­si­bles pou­vant men­er à des inno­va­tions poten­tielle­ment indus­tri­al­is­ables par la suite. Actuelle­ment, quelques start-up dédiées à la robo­t­ique minia­ture ont été créées par cer­tains lab­o­ra­toires pour accélér­er le trans­fert vers l’industrie. Par ailleurs, onze sous-pro­jets ont été iden­ti­fiés et se traduiront par des thès­es visant à lever les ver­rous actuels », affirme Chris­tine Prelle, qui s’intéresse par­ti­c­ulière­ment à la con­cep­tion de sys­tèmes micro-robo­t­iques fondés notam­ment sur les principes élec­tro­mag­né­tiques et à l’intégration d’instrumentations per­me­t­tant de mesur­er leurs déplace­ments ou leurs per­for­mances, par exemple.

La robo­t­ique minia­ture de demain va donc néces­siter l’étude de principes d’actionnement nou­veaux, des archi­tec­tures nou­velles. « Un des objec­tifs du PEPR est de dévelop­per des briques qui peu­vent être util­isées tant dans le cadre de la robo­t­ique minia­ture que dans celui de la robo­t­ique plus clas­sique. Il peut s’agir de briques d’actionnement ou de mesure. Le but étant de dévelop­per de nou­veaux action­neurs ou des moyens d’instrumentation per­me­t­tant une mesure de posi­tion ou de tem­péra­ture, par exem­ple. Pour cela, nous sommes amenés à faire des recherch­es en rup­ture par rap­port à l’existant. Nous cher­chons à dévelop­per de nou­veaux con­cepts car on ne peut minia­turis­er à l’infini ce qui existe à grande échelle. Toute­fois, l’idée est d’intégrer ces con­cepts dans des sys­tèmes plus impor­tants pour récolter un max­i­mum d’informations locale­ment tout en allégeant ces mêmes sys­tèmes. Les travaux sur la robo­t­ique minia­ture n’ont pas la fab­ri­ca­tion de robots minia­tures pour seul objec­tif mais devraient, in fine, servir égale­ment à l’échelle macro », explique Chris­tine Prelle.

Par­mi les défis à relever ? « Il y en a trois prin­ci­paux. En pre­mier lieu, il s’agira d’augmenter l’agilité et la fia­bil­ité de ces sys­tèmes en matière de posi­tion­nement ou de dex­térité, par exem­ple. Ensuite, il faudrait résoudre la prob­lé­ma­tique de la trans­mis­sion d’énergie et de puis­sance afin de dépass­er les lim­ites actuelles d’alimentation des sys­tèmes robo­t­iques. Dans les sys­tèmes actuels, la con­nec­tique peut sou­vent entraver la flu­id­ité de leurs mou­ve­ments. Une des solu­tions sera d’utiliser une ali­men­ta­tion sans fil, par moyen optique, par exem­ple. Nous allons égale­ment étudi­er les principes robo­t­iques per­me­t­tant la réal­i­sa­tion de mou­ve­ments dis­crets. Enfin, il s’agira pour les mini-robots de demain de garan­tir un haut niveau de per­for­mance mal­gré les per­tur­ba­tions engen­drées par l’environnement dans lequel ils évolu­ent », relate Lau­rent Petit.

L’échelle de référence en robo­t­ique minia­ture ? « Il y a deux façons d’aborder cette ques­tion. Si on prend les robots 2D très effilés et fins, ils seront dotés d’une largeur de quelques mil­limètres et d’une longueur pou­vant attein­dre la dizaine de cen­timètres afin d’atteindre des cibles dif­fi­ciles d’accès. Quant aux robots sub­mil­limétriques en 3D, ils vont pou­voir se déplac­er dans des endroits con­finés, inac­ces­si­bles, comme dans le corps humain, par exem­ple », con­clut Chris­tine Prelle.

MSD