Dans les systèmes mécaniques ou mécatroniques, les actionneurs sont les composants utilisés pour convertir l’énergie d’entrée, généralement l’énergie électrique, en tâche mécanique telles que le mouvement, la force ou une combinaison des deux. Actionneur analogique et actionneur numérique sont les deux types d’actionneurs les plus communs. Les actionneurs numériques possèdent les avantages du contrôle en boucle ouverte, faible consommation d’énergie par rapport aux actionneurs analogiques. Cependant, les actionneurs numériques présentent deux inconvénients majeurs. Les erreurs de fabrication de ces actionneurs doivent être contrôlées précisément parce que, contrairement à des actionneurs analogiques, une erreur de fabrication ne peut pas être compensée par la loi de commande. Un autre inconvénient est leur capacité à réaliser les tâches continues en raison de leur corse discrète. Un assemblage de plusieurs actionneurs numériques peut néanmoins réaliser des tâches multiples discrètes. Cette thèse porte sur la caractérisation et l’optimisation d’une conception expérimentale actionneurs tableau numériques pour l’application planaire de transport. Le premier objectif principal de la présente thèse est axé sur la caractérisation de l’ensemble des actionneurs existants et aussi une application planaire de transport sur la base du tableau des actionneurs. A cette fin, une modélisation de la matrice des actionneurs essais expérimentaux ont été effectués afin de déterminer l’influence de certains paramètres sur le comportement des actionneurs de tableau. Le deuxième objectif est de concevoir une nouvelle version du tableau actionneurs sur la base de l’expérience du premier prototype. Une optimisation de la conception a ensuite été réalisée en utilisant des techniques d’algorithmes génétiques tout en tenant compte de plusieurs critères. / In mechanical or mechatronical systems, actuators are the components used to convert input energy, generally electrical energy, into mechanical tasks such as motion, force or a combination of both. Analogical actuator and digital actuator are two common types of actuators. Digital actuators have the advantages of open-loop control, low energy consumption and etc compared to analogical actuators. However, digital actuators present two main drawbacks. The manufacturing errors of these actuators have to be precisely controlled because, unlike to analogical actuators, a manufacturing error cannot be compensated using the control law. Another drawback is their inability to realize continuous tasks because of their discrete stroke. An assembly of several digital actuators can nevertheless realize multi-discrete tasks. This thesis focuses on the experimental characterization and optimization design of a digital actuators array for planar conveyance application. The firs main objective of the present thesis is focused on the characterization of the existing actuators array and also a planar conveyance application based on the actuators array. For that purpose, a modeling of the actuators array and experimental test has been carried out in order to determine the influence of some parameters on the actuators array behavior. The second objective is to design a new version of the actuators array based on the experience of the first prototype. An optimization of the design has then been realized using genetic algorithm techniques while considering several criteria.

Les actionneurs numériques sont composés d'une partie mobile pouvant se déplacer entre des positions discrètes précisément connues et répétables. Contrairement aux actionneurs analogiques classiques, le pilotage d'actionneurs numériques est réalisé très simplement à l'aide d'une commande impulsionnelle et en boucle ouverte. De ce fait, aucun capteur n'est nécessaire ce qui facilite leur intégration dans des systèmes hôtes. La qualité de fabrication de ces actionneurs est cependant primordiale car une éventuelle erreur ne peut pas être corrigée par la commande. Les travaux présentés porteront sur un réseau composé de 25 actionneurs numériques disposant chacun de quatre positions discrètes avec un plateau glissant. L'application visée est la réalisation d'un système de convoyage planaire dans laquelle les actionneurs permettent de déplacer un plateau selon les deux directions du plan. Les résultats de la simulation sont comparés avec les résultats expérimentaux. En suite, un réseau composé de quatre actionneurs numériques avec un plateau structuré est étudié. La conception du réseau d'actionneurs puis la stratégie de pilotage permettant de réaliser le déplacement du plateau structuré seront tout d'abord présentées. Un prototype de réseau d'actionneurs et des résultats expérimentaux de convoyage selon une direction sera ensuite détaillé et l'influence d'erreurs de fabrication sur le fonctionnement du réseau sera mise en évidence. / The open loop control is widely used by the digital systems to facilitate the integration in complex systems because no sensor is needed. The research is based on digital actuator which is composed of a mobile part and a fixed part. The actuator moves between the discrete positions. The discrete displacement consumes low energy, which is controlled by impulse only needed to switch the actuator between the discrete positions. However, the stroke of digital actuator is fixed at the manufacturing. So the digital actuators array is used to obtain variable strokes. A digital actuators array used here with a structured plate is applied as a 2D planar conveyance. Firstly, an actuators array composed of 25 elementary actuators with a flat plate is studied. The simulated results are compared with the experimental results. Then another actuators array composed of four elementary actuators with a structured plate is designed. The design and the plate displacement are firstly presented. Then the prototype of the conveyance is fabricated with laser cutting machine and 3D printer. The experiment is then tested in one direction to study the plate displacement. The open loop control is simple by using current impulse. The operation can be well functioned which is observed during the experiment. The experimental results are compared with the theoretical results.