De la con­cep­tion à la fab­ri­ca­tion, la main bio­mé­canique pro­to­typée à l’UTC con­cré­tise le pro­jet de la nou­velle UV TN25, fin de par­cours de la fil­ière con­cep­tion mécanique inté­grée (bac +5), pour une mise en œuvre expéri­men­tale et méca­tron­ique des com­pé­tences acquis­es dans dif­férents enseignements. 

Repro­duire les fonc­tion­nal­ités d’une main et son sys­tème com­plexe de mou­ve­ments via la méca­tron­ique – com­bi­nai­son syn­ergique et sys­témique de la mécanique, de l’électronique, de l’automatique et de l’informatique – est la con­fronta­tion à un cas réel dans un envi­ron­nement con­traint relevé durant un semes­tre (de sep­tem­bre à jan­vi­er) par deux groupes de sept étu­di­ants encadrés par sept chercheurs de l’UTC* spé­cial­isés en mécanique, en élec­tron­ique, en sys­tème de fab­ri­ca­tion ou encore sur les aspects cap­teurs, traite­ments de sig­naux et com­mande. « C’est la pre­mière fois que nous pro­posons cette UV con­nec­tée aux évo­lu­tions tech­nologiques et à l’identification de nou­veaux besoins et d’acquisitions de com­pé­tences des entre­pris­es avec qui nous entretenons des parte­nar­i­ats, souligne Lau­rent Petit, maître de con­férences à l’UTC qui a encadré le pro­jet avec Hani Al-Haj­jar, égale­ment maître de con­férences de l’université com­pièg­noise. Le car­ac­tère pro­to­ty­page et expéri­men­tal définit cette UV qui pro­longe le cadre des travaux des enseignants-chercheurs sur l’étude de sys­tèmes micro-méca­tron­iques et micro­ro­bo­t­iques. Il y a une vraie inter­ac­tion. Il s’agissait d’intéresser les étu­di­ants à la con­cep­tion de sys­tèmes com­plex­es et de les sen­si­bilis­er à l’intégration de fonc­tions dans une mise en œuvre col­lab­o­ra­tive et expérimentale. »

De la simulation à l’application

Chal­lenge imposé, la main bio­mé­canique a demandé « une réflex­ion autour de la com­plex­ité fonc­tion­nelle d’une main et de ses mou­ve­ments, décrit Hani Al- Haj­jar. Les deux groupes ont pro­posé deux solu­tions dif­férentes dont l’une intè­gre davan­tage d’actionneurs afin de traduire plus fine­ment la gestuelle. L’enjeu était de loger dans un espace réduit une mul­ti­tude de com­posants. » Com­ment les agencer les uns aux autres afin qu’ils n’influent pas sur la fonc­tion à réalis­er ? Com­ment gér­er la con­nec­tique afin qu’elle ne gêne pas le mou­ve­ment ? Com­ment inté­gr­er des cap­teurs de tem­péra­ture et de pres­sion au bout des doigts pour détecter, ser­rer un objet et iden­ti­fi­er la présence d’une source de chaleur pour empêch­er la dégra­da­tion ont été autant de prob­lé­ma­tiques à relever. Aboutir à un pro­to­type, c’est appréhen­der les sit­u­a­tions et les aspects que la sim­u­la­tion ne per­met pas, gér­er un pro­jet en temps réel et revoir la con­cep­tion pour répon­dre aux besoins. « Nous ne cher­chions pas l’innovation mais la manière de pren­dre en compte l’intégration de tech­nolo­gies et de fonc­tions, de pren­dre con­science de la fais­abil­ité du pro­jet dans un temps impar­ti avec des moyens à dis­po­si­tion notam­ment l’imprimante 3D spé­ci­fique­ment acquise par l’UTC pour la fab­ri­ca­tion des pièces dont les étu­di­ants auraient besoin. C’est tout l’enjeu de notre péd­a­gogie », pré­cise Hani Al-Haj­jar. Une deux­ième ses­sion de l’UV TN25 est prévue à la prochaine ren­trée uni­ver­si­taire, d’autant que l’enthousiasme des étu­di­ants sur la mise en appli­ca­tion des com­pé­tences nour­rit les per­spec­tives. La main bio­mé­canique pour­rait être util­isée pour d’autres UV comme cas con­cret pour la con­cep­tion et la sim­u­la­tion de systèmes.

* dont Muneeb Khan, ingénieur de recherche en charge de la plate­forme micro-méca­tron­ique au sein du lab­o­ra­toire Rober­val de l’UTC, Erwan Dupont, enseignant-chercheur au départe­ment Ingénierie mécanique et mem­bre du lab­o­ra­toire Rober­val de l’UTC, Chris­tine Prelle, pro­fesseur en génie des sys­tèmes mécaniques au lab­o­ra­toire Rober­val de l’UTC, Nico­las Piton, respon­s­able du fablab de l’UTC et Frédéric Lamar­que, directeur à la recherche de l’UTC.