Ivan TCHOUATAT KEPSEU : "Planification de trajectoires pour la micro-manipulation dextre d'objets 3-D"

Résumé : Les microsystèmes sont actuellement omniprésents dans divers domaines tels que l'industrie, la recherche, la médecine et l'aérospatiale, suscitant un intérêt croissant. Ces systèmes offrent des performances proportionnelles inversement à leur taille, alimentant un marché en plein essor. Néanmoins, la réduction de la taille des systèmes exige la manipulation et l'assemblage d'objets de dimensions inférieures au millimètre dans des environnements confinés, nécessitant des qualités telles que la précision, la répétabilité, la flexibilité, la rapidité et l'autonomie. Ces opérations nécessitent une compréhension des phénomènes physiques à l'échelle microscopique. Par exemple, à cette échelle, le poids et la force d'inertie deviennent négligeables par rapport aux forces d'adhésion, telles que les forces électrostatiques, capillaires et de van der Waals, qui influencent grandement la manipulation des micro-objets. Pour prendre en compte ces particularités du monde microscopique, il est nécessaire de développer de nouvelles solutions basées sur de nouvelles hypothèses. Ainsi, l'objectif de ma thèse est de développer des algorithmes de planification de trajectoires pour les micro-doigts permettant de réaliser des rotations dans l'espace 3D des micro-objets, en prenant en compte les effets d'adhésion spécifiques à l'échelle microscopique. Notre approche est à la fois novatrice et complète, car elle permet de trouver la séquence optimale de prises pour effectuer des rotations autour de plusieurs axes dans l'espace, pour des micro-objets de formes complexes et arbitraires. Cette approche repose sur l'étude de la stabilité et de l'accessibilité des prises de l'objet à manipuler. De plus, pour garantir la robustesse des prises face à la variation et à l'incertitude des forces d'adhésion, nous considérons le scénario le plus défavorable en micromanipulation, supposant que les forces d'adhésion ne sont présentes que sur le doigt lorsqu'il est détaché de l'objet, une nouveauté en matière de micromanipulation. Cette méthode nous permet de générer automatiquement les trajectoires optimales des doigts d'une micro-main. Les trajectoires de manipulation obtenues nous permettent de mettre en évidence les effets des forces d'adhésion et de la taille des doigts utilisés. L'approche développée nous permet également de manipuler et d'orienter n'importe quelle forme d'objet dans l'espace, quelle que soit l'échelle considérée. Enfin, nous avons conçu et assemblé une plateforme robotique de micromanipulation dextre afin de valider expérimentalement notre méthodologie. $

Composition du jury :

M. Michaël GAUTHIER Directeur de recherche Université Bourgogne Franche-Comté Directeur de thèse

M. Youcef MEZOUAR Professeur des universités Université Clermont Auvergne Rapporteur

M. Jean-Pierre GAZEAU Ingénieur de recherche Université de Poitiers Rapporteur

M. Redwan DAHMOUCHE Maître de conférences Université Bourgogne Franche-Comté, Co-directeur de thèse

M. Karim BELHARET Maître de conférences Yncréa Hauts-de-France Examinateur

M. Pierre RENAUD Professeur des universités INSA Strasbourg Examinateur

M. Karim BELHARET Maître de conférences Yncréa Hauts-de-France Examinateur

M. Pierre RENAUD Professeur des universités INSA Strasbourg Examinateur

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