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Mécanismes contrôlés par la lumière basés sur des polymères photomobiles pour une intégration optimale dans des environnements exigeants

Les polymères photomobiles (PMP) sont des matériaux actifs qui convertissent la lumière en mouvement mécanique. Ils peuvent être utilisés dans des collecteurs d'énergie, des actionneurs contrôlés par la lumière ou des mécanismes. Comme ils sont contrôlés par la lumière et fonctionnent sans électricité, ils offrent des possibilités uniques de concevoir des dispositifs qui peuvent être intégrés de manière transparente et qui ne nécessitent pratiquement pas d'entretien. Ces dispositifs sont intéressants dans des domaines tels que l'énergie nucléaire, les implants médicaux, la biologie, l'espace ou l'internet des objets (IoT). Cedrat Technologies a conçu, construit et testé trois prototypes de démonstration de faisabilité : un interrupteur mécanique, une vanne mécanique et un déflecteur optique. Cet article présente ces trois concepts et les résultats des tests en détail.
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Moteurs piézoélectriques rotatifs haute résolution pour la mission spatiale LISA (Laser Interferometer Space Antenna)

Cet article présente les résultats des activités de développement technologique (Technology Development Activities – TDA) consacrées à plusieurs moteurs piézoélectriques rotatifs destinés à la mission LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Cette mission de l'Agence spatiale européenne (ESA), troisième mission de classe L, a pour objectif de devenir le premier observatoire spatial dédié à la détection des ondes gravitationnelles. Elle repose sur une constellation de trois satellites évoluant en formation triangulaire, séparés de 2,5 millions de kilomètres. Afin de garantir un environnement parfaitement stable pour la charge utile scientifique, les mécanismes doivent générer un niveau de micro-vibrations extrêmement faible tout en assurant une propreté magnétique exceptionnelle.

Cedrat Technologies (CTEC) a participé à plusieurs consortiums pour développer trois moteurs de tailles différentes, destinés à diverses fonctions embarquées à bord des satellites. Bien que leurs spécifications soient très variées, ces trois moteurs se distinguent par leur compacité au regard du couple fourni, leur faible vitesse de fonctionnement, leur caractère non magnétique et leur aptitude à satisfaire les contraintes environnementales de la mission LISA (lancement, rayonnements, propreté magnétique et faibles émissions de micro-vibrations).

L'article décrit les différentes étapes de leur développement, depuis la phase de conception jusqu'aux maquettes technologiques (breadboards), en passant par les études préliminaires. Les résultats expérimentaux sont présentés et analysés, ainsi que les principaux enseignements tirés de ces développements, démontrant le fort potentiel des moteurs piézoélectriques de type inchworm pour les applications spatiales. À la suite de ces résultats, CTEC a été sélectionnée pour développer les modèles de vol (Flight Models – FM, TRL 9) des trois types de moteurs. Ces futurs modèles intégreront, avec des marges conformes aux normes ECSS, l'ensemble des contraintes propres à l'environnement spatial, notamment la résistance aux vibrations et aux chocs du lancement.

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Progrès réalisés dans le domaine des miroirs de guidage piézoélectriques de précision pour les liaisons optiques inter-satellites dans les constellations spatiales

Les communications optiques en espace libre (FSO) connaissent une expansion rapide dans l'espace avec les constellations de satellites de communication géants et les liaisons optiques inter-satellites (OISL). Ce nouveau marché spatial génère une forte demande en miroirs à guidage fin et rapide (FSM) pour les fonctions de pointage. Pour répondre à ce besoin, le projet CONECS vise à développer des FSM piézoélectriques qualifiés pour l'espace LEO avec électronique de commande : Ainsi, les modèles P-FSM35XS-NS et P-FSM150S, équipés d'un boîtier de commande compact CCBu20-NS, ont été conçus pour garantir une résistance au lancement et au pointage en orbite avec des courses angulaires allant jusqu'à 10 mrad, une bande passante de course complète allant jusqu'à 100 Hz et une durée de vie pouvant atteindre cinq ans.
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Récupérateur d’énergie piézoélectrique bistable avec électronique embarquée de gestion de puissance pour la surveillance des infrastructures ferroviaires

Les environnements ferroviaires constituent une source d'énergie particulièrement riche mais difficile à exploiter, en raison des fortes vibrations, des chocs et des sollicitations dynamiques engendrés par le passage des trains ainsi que par les déformations des infrastructures. Afin d'alimenter des capteurs à faible consommation embarqués ou installés en bord de voie, une approche non linéaire reposant sur un récupérateur d'énergie bistable offre une alternative prometteuse aux dispositifs résonants linéaires conventionnels. Un système bistable présente deux positions d'équilibre stables séparées par une barrière de potentiel. Lorsque l'excitation extérieure est suffisamment importante, le système « bascule » d'un état stable à l'autre, produisant des déplacements de plus grande amplitude et générant ainsi davantage d'énergie grâce aux transducteurs piézoélectriques, tout en offrant une bande passante plus étendue. Comparés aux récupérateurs linéaires à bande étroite, les dispositifs bistables sont mieux adaptés aux spectres vibratoires larges, aléatoires et variables caractéristiques des environnements ferroviaires. Le Bistable Piezoelectric Energy Harvester (BPEH) a été conçu, testé en laboratoire puis installé sur une infrastructure ferroviaire afin de valider sa capacité à récupérer l'énergie des vibrations dans des conditions représentatives d'exploitation.
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Système de super résolution d’images en temps réel basé sur la technologie du microbalayage

Contrairement au récent système de super résolution basé sur la technologie de l'IA qui nécessite normalement des ensembles de données d'entraînement massifs, le système de super résolution par microbalayage, en intégrant le mécanisme de haute précision et le système de traitement d'image, peut dépasser la limite des ensembles de données d'entraînement pour améliorer considérablement la résolution et la qualité de l'image en temps réel. Un tel système de super résolution d'image en temps réel, appelé Quick Demo Station (QDS), est présenté. Ce système est développé conjointement par IAE Shanghai, en Chine, en coopération avec Cedrat Technologies, en France. Le système est composé de deux modules, un module d'imagerie (MicroScan_ VIS_Module ), l'autre module de traitement d'image (une station de travail portable de traitement d'image). Le module de traitement d'image effectue le contrôle du module d'imagerie, ainsi que l'acquisition d'images, le recalage d'images, la reconstruction de superrésolution d'images, l'amélioration du contraste d'images. Ici, l'algorithme utilisé pour restaurer les images basse résolution (LR) est la méthode de reconstruction itérative, qui permet d'obtenir des résultats de super-résolution (SR) de haute qualité. La sortie est un flux vidéo dont la fréquence d'images est supérieure à 25 images par seconde. Le système est testé dans différentes applications et montre d'excellents résultats de super-résolution, y compris dans des conditions de faible luminosité et dans des scénarios d'éclairage variable en extérieur. En outre, l'algorithme du module de traitement d'images peut être utilisé non seulement sur les stations de travail, mais aussi dans les systèmes de traitement embarqués.
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Fabrication et propriétés des premiers actionneurs industriels APA® à base d’époxy carbone SHELLS

L'aéronautique du futur utilisera plus souvent des actionneurs électriques pour remplacer les actionneurs hydrauliques. Les actionneurs piézoélectriques amplifiés APA® existants, dotés d'une coque en acier et offrant l'une des densités d'énergie massique les plus élevées, sont de bons candidats. Des coques en carbone plus légères sont développées pour augmenter encore leur efficacité. Pour les pales de rotor d'hélicoptère, cette évolution est presque inévitable, mais elle est également très intéressante pour d'autres domaines. Des coques en fibres de carbone à haut module et à haute résistance à la traction ont été produites par enroulement filamentaire conventionnel, testées et comparées.
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