Spot à balayage automatique. La technologie bilame est-elle pertinente ?

Nous avons participé à un intéressant projet d’étude industriel porté par un groupe d’étudiants. L’idée était de réaliser un spot d’éclairage capable de balayer automatiquement la surface de tableaux d’exposition. La technologie bilame s’est avérée pertinente : la dilatation du bilame induite par une résistance chauffante alimentée de manière alternative provoque ainsi le mouvement souhaité.

Description

Destiné à des utilisateurs professionnels ou amateurs, ce spot a donc pour vocation d’éclairer des tableaux ou des représentations graphiques de tailles variées (100 X 100 mm à 594 X 841 mm).

Pour la partie mécanique de l’appareil, les étudiants ont exploré plusieurs pistes dont celle de l’intégration de bilames pour la mobilité du spot (déplacement horizontal et vertical de l’éclairage led). Cette technologie est adaptée, dans la mesure où le bilame, lorsqu’il est chauffé, effectue un mouvement progressif et répétitif.

La solution a été retenue compte-tenu de l’avancée de l’étude et d’un souhait commun d’explorer cette technologie simple et peu coûteuse. Deux autres ont été abordées mais non retenues :

• l’intégration d’un moteur « pas à pas » (vraisemblablement le procédé le plus traditionnel et efficace pour gérer des déplacements précis),
• l’utilisation de fils à mémoire de formes (technologie encore assez récente).

L’étude

L’étude de transformation mécanique a retenu un double système « pignon-crémaillère » + bilame-spirale, pour assurer la rotation dans 2 directions, avec un congé réalisé au niveau de la fente de la crémaillère pour éviter l’arc-boutement du bilame lors de sa déflexion. L’effort nécessaire a impliqué la mise en place d’un double bilame.

L’étude thermique a, quant à elle, retenu la solution de la résistance chauffante, la plus connue pour chauffer un élément.

Une résistance particulière, la thermistance CTP, (Résistance variable enfonction de la température, habituellement utilisée comme capteur thermique) peut être utilisée comme résistance chauffante, lorsqu’elle est alimentée par une source fixe. Elle sera préférée, pour sa simplicité de mise en oeuvre.

Par contre, les hypothèses suivantes ont été éliminées : utilisation d’un solénoïde (trop compliquée) ou du chauffage direct du bilame (mauvaise conductivité).

Conclusion

Cette étude montre que la technologie bilame se révèle pertinente pour gérer des déplacements plus ou moins importants, avec un effort acceptable.

Le bilame, habituellement utilisé comme « disjoncteur thermique » (thermostat), peut, tout-à-fait assurer une fonction d’actionneur mécanique, à condition de le chauffer artificiellement.

Le mouvement translatoire ou rotationnel (selon la forme – droite ou spirale par exemple – donnée au bilame), est ainsi assuré par la simple déformation de ce dernier, en remplacement d’un mécanisme souvent complexe.