Maxime ETIEVANT : "Modélisation et commande de systèmes à bobines mobiles : application à la nage de robots magnétiques"

Résumé :  Dans le contexte biomédical, la manipulation d’objets de taille microscopique avec précision est un réel défi qui nécessite le développement de systèmes microrobotiques innovants. Compte tenu des échelles envisagées, l'utilisation des microrobots guidés par champ magnétique est l'une des approches les plus prometteuses afin des déplacer des objets dans des zones fortement contraintes ou difficile d'accès. Bien que cette méthode d'actionnement à distance soit attractive, les deux principaux dispositifs d'actionnement magnétiques à savoir les systèmes à aimants mobiles et les dispositifs à bobines statiques ne permettent généralement pas de satisfaire les contraintes des applications biomédicales. Il existe toutefois une troisième catégorie de systèmes d'actionnement, les dispositifs à bobines mobiles mais ceux-ci non sont que peu été étudiés. Dans ce contexte, les travaux développés dans cette thèse portent sur l'étude des systèmes de manipulation magnétique composés de bobines mobiles. Dans un premier temps, la manière de modéliser le champ magnétique généré par une bobine est étudiée. Les méthodes présentées dans l'état de l'art n'étant pas compatible avec les contraintes imposées par l'utilisation d'une commande en boucle fermée sur l'ensemble de l'espace de travail, nous adaptons par la suite un modèle existant afin de le rendre compatible avec ces contraintes. Dans un second temps, nous nous intéressons à la commande de systèmes manipulation magnétique à sources mobiles. Pour cela, nous développons un modèle d'un système générique composé d'un nombre fini de bobines mobiles, puis ce modèle est linéarisé. Enfin, pour pouvoir évaluer les performances d'un système de manipulation magnétique, nous nous intéressons aux indices de manipulabilité de ce genre de dispositif. Les critères existant ne permettant pas de prendre en compte les limitation physiques liées à l'échauffement des bobines, nous proposons un critère de manipulabilité adapté des approches macroscopiques des robots à câbles. Ces différents outils et méthodes sont par la suite utilisés afin de concevoir, réaliser et évaluer un dispositif expérimental.

Composition du jury :

M. Nicolas ANDREFF, Professeur des universités, Université Bourgogne Franche-Comté -  Directeur de thèse
M. Stéphane REGNIER, Professeur des universités Sorbonne Université - Co-directeur de thèse
Mme Aude BOLOPION,  Directrice de recherche CNRS - Co-encadrante de thèse
Mme Laëtitia GIRALDI, Chargée de recherche INRIA-  Examinatrice
M. Chedli BOUZGAROU BELHASSAN, Professeur des universités, Sigma Clermont, Intitut Pascal -  Examinateur
M. Arnaud HUBERT, Professeur des universités, Université de Technologie de Compiègne, LEC -Rapporteur
M. Karim BELHARET,  Directeur de recherche HEI campus Centre, laboratoire PRISME - Rapporteur

Localisation : Amphithéâtre Jules Haag, ENSMM 26, rue de l'Epitaphe 25000 BESANCON