FR2895727A1

FR2895727A1 - Dispositif de fixation d'un premier equipement sur un second equipement, a micro-positionnement actif

Info

Publication number: FR2895727A1
Application number: FR0650016A
Authority: FR
Inventors: Jean Dupuis; Laurent Blanchard
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2006-01-03
Filing date: 2006-01-03
Publication date: 2007-07-06
Anticipated expiration: 2026-01-03
Also published as: CN101421656B; US7902725B2; CN101421656A; RU2008131944A; US20090174287A1; WO2007077385A1; EP1969410A1; RU2418310C2; FR2895727B1

Abstract

Un dispositif (D), dédié à la fixation d'un premier équipement (E1) par rapport à un second équipement (E2), comprend i) une structure comportant un corps central rigide (CC) prolongé par deux corps terminaux (CT1,CT2) sensiblement identiques et comprenant chacun une striction définissant une partie intermédiaire flexible (PD1,PD2) symétrique par rapport à un élément de symétrie, prolongée par une partie interne rigide (PI1,PI2) symétrique par rapport à l'élément de symétrie et solidaire de l'une des extrémités du corps central (CC), et une partie externe rigide (PE1, PE2) symétrique par rapport à un élément de symétrie, espacée de la partie interne et destinée à être solidarisée au premier (E1) ou second (E2) équipement, ii) au moins deux transducteurs piézoélectriques (T11-T22) logés dans des espaces libres définis entre les parties interne et externe des deux corps terminaux (CT1,CT2) et chargés chacun de convertir soit une modification dimensionnelle axiale en un courant de mesure représentatif de l'amplitude de la modification, soit un courant de commande en une modification dimensionnelle axiale correspondante, et iii) des moyens de contrôle (MC) chargés de déterminer au moins une modification dimensionnelle axiale pour l'un au moins des transducteurs afin de placer le premier équipement (E1) dans une position choisie par rapport au second équipement (E2).

Description

2895727 DISPOSITIF DE FIXATION D'UN PREMIER ÉQUIPEMENT SUR UN SECOND

ÉQUIPEMENT, À MICRO-POSITIONNEMENT ACTIF s L'invention concerne les dispositifs destinés à permettre la fixation d'un premier équipement sur ou par rapport à un second équipement, avec une précision élevée, voire très élevée. Dans certains domaines, comme par exemple dans le domaine spatial, certains équipements sont soumis à des contraintes thermiques et/ou io mécaniques qui nuisent à leurs stabilités de forme et de pose (on appelle pose l'ensemble des six paramètres x, y, z, 0x, 0y, Oz décrivant la position et l'attitude relatives de deux solides). Ils doivent alors faire l'objet de relaxation de contraintes et/ou de micro-repositionnements. C'est par exemple le cas des miroirs primaires des télescopes, ou de certains instruments 15 d'observation spatiale, ou encore de gradiomètres. Lorsqu'un tel équipement est solidarisé à un autre équipement, au moyen d'un dispositif de fixation (ou organe de liaison), ses stabilités de pose et de forme peuvent être également perturbées par les contraintes thermiques et/ou mécaniques que subissent cet autre équipement et/ou son dispositif de 20 fixation. C'est ce que l'homme de l'art appelle les déformées d'interface. Pour limiter ces perturbations, qui induisent des déformations et/ou des déplacements et/ou rotations qui empêchent notamment de tenir les performances de stabilité fixées initialement, on utilise généralement des dispositifs de fixation passifs présentant des souplesses choisies dans 25 certaines directions et réalisés dans des matériaux stables en température (comme par exemple les composites carbone/résine). Ces dispositifs de fixation peuvent également comporter des moyens de support de type iso-statique, comme par exemple ceux qui assurent un maintien en trois points par un dispositif de fixation passif tel que ceux utilisés 3o pour les miroirs (notamment décrits dans les documents brevet FR 97 13439 et FR 94 10710), un support en forme de A (ou A-frame ) ou un support en forme de X (ou X-frame ). Mais ces supports iso-statiques peuvent générer 2 2895727 des contraintes résiduelles, en raison notamment d'un dimensionnement des flexibilités aux charges de lancement. On peut également prévoir des dispositifs de contrôle thermique passif, par exemple de type MLI ( Mufti layer insulation - isolation thermique multi-couches), et/ou actif, comme par exemple des réchauffeurs ou des caloducs. On peut également éliminer les contraintes mécaniques d'intégration à la température nominale de fonctionnement en effectuant des calages préalables précis des équipements. lo Tous ces moyens mis en oeuvre pour limiter les perturbations subies par les équipements s'avèrent onéreux en raison de leur complexité de fabrication mécanique et/ou des procédures d'intégration qu'ils requièrent. L'invention a donc pour but d'améliorer la situation. Elle propose à cet effet un dispositif destiné à permettre la fixation 15 d'un premier équipement par rapport à un second équipement, et comprenant : - une structure comportant un corps central rigide et deux corps terminaux sensiblement identiques, prolongeant deux extrémités opposées du corps central, et comprenant chacun une striction définissant une partie 20 intermédiaire flexible symétrique par rapport à un élément de symétrie (plan ou axe de symétrie), présentant une première extension par rapport à cet élément de symétrie, située dans une position centrale et prolongée i) par une partie interne rigide symétrique par rapport à l'élément de symétrie, présentant une deuxième extension par rapport à l'élément de symétrie 25 supérieure à la première et solidaire de l'une des extrémités du corps central, et ii) par une partie externe rigide symétrique par rapport à l'élément de symétrie, présentant une troisième extension radiale supérieure à la première, espacée de la partie interne et destinée à être solidarisée au premier ou second équipement, 30 au moins deux transducteurs piézoélectriques logés respectivement dans les espaces libres définis entre les parties interne et externe des deux corps terminaux et chargés chacun de convertir soit une modification dimensionnelle axiale en un courant de mesure représentatif de l'amplitude 3 2895727 de ladite modification, soit un courant de commande en une modification dimensionnelle axiale correspondante, et des moyens de contrôle chargés de déterminer au moins une modification dimensionnelle axiale pour l'un au moins des transducteurs afin de placer s le premier équipement dans une position choisie par rapport au second équipement. Le dispositif selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : ses moyens de contrôle peuvent être chargés de déterminer une lo modification dimensionnelle axiale pour chaque transducteur afin de placer le premier équipement dans une position choisie par rapport au second équipement ; ses moyens de contrôle peuvent être chargés, lorsqu'ils reçoivent un courant de mesure en provenance d'un transducteur de l'un des corps 15 terminaux, induit par une première désorientation de sa partie externe par rapport à sa partie interne, de déterminer la modification dimensionnelle axiale correspondante et de générer un courant de commande à destination du transducteur de l'autre corps terminal afin qu'il le convertisse en une modification dimensionnelle axiale permettant d'induire une 20 deuxième désorientation de la partie externe de son corps terminal par rapport à sa partie interne, opposée à la première désorientation ; chaque espace libre d'un corps terminal peut loger au moins des premier et deuxième transducteurs piézoélectriques destinés à fonctionner de façon antagoniste. Dans ce cas, les moyens de contrôle peuvent être chargés, 25 lorsqu'ils reçoivent un courant de mesure en provenance du premier transducteur de l'un des corps terminaux, induit par une première désorientation de sa partie externe par rapport à sa partie interne, de déterminer la première modification dimensionnelle axiale correspondante et de générer i) un premier courant de commande à destination du 30 deuxième transducteur de ce même corps terminal afin qu'il le convertisse en une deuxième modification dimensionnelle axiale de signe opposé à la première modification dimensionnelle axiale et de même amplitude, ii) un deuxième courant de commande à destination du transducteur de l'autre 4 2895727 corps terminal afin qu'il le convertisse en une troisième modification dimensionnelle axiale permettant d'induire une deuxième désorientation de la partie externe de son corps terminal par rapport à sa partie interne, opposée à la première désorientation, et iii) un troisième courant de s commande à destination du deuxième transducteur de cet autre corps terminal de sorte qu'il le convertisse en une quatrième modification dimensionnelle axiale de signe opposé à la troisième modification dimensionnelle axiale et de même amplitude ; chaque espace libre d'un corps terminal peut loger trois transducteurs lo piézoélectriques placés à 120 les uns des autres ; > les moyens de contrôle peuvent être chargés, lorsqu'ils reçoivent au moins un courant de mesure en provenance de l'un au moins des transducteurs de l'un des corps terminaux, induit par une première désorientation de sa partie externe par rapport à sa partie interne, de 15 déterminer chaque modification dimensionnelle axiale correspondante et de générer i) un courant de commande à destination de chaque transducteur, de ce même corps terminal, qui n'a pas transmis un courant de mesure, afin qu'il le convertisse en une modification dimensionnelle axiale, et ii) des courants de commande à destination 20 des trois transducteurs de l'autre corps terminal afin qu'ils les convertissent en modifications dimensionnelles axiales permettant d'induire une deuxième désorientation de la partie externe de son corps terminal par rapport à sa partie interne, opposée à la première désorientation ; 25 - l'une au moins des parties interne et externe de chaque corps terminal peut être une plateforme de forme choisie, et la partie intermédiaire de chaque corps terminal peut présenter une forme de type diabolo ; ses transducteurs peuvent être réalisés dans un matériau piézoélectrique choisi parmi des monocristaux piézoélectriques et des céramiques 30 piézoélectriques ; - les transducteurs peuvent être constitués d'au moins un empilement d'au moins une couche du matériau piézoélectrique ; il peut comprendre au moins un capteur chargé de délivrer des signaux 5 2895727 représentatifs d'au moins une grandeur physique. Dans ce cas, ses moyens de contrôle sont chargés de déterminer les modifications dimensionnelles axiales en fonction des signaux délivrés par chaque capteur ; s - ses moyens de contrôle peuvent être éventuellement activés et désactivés à des instants choisis ; ses moyens de contrôle peuvent être agencés de manière à fonctionner en mode d'asservissement de position. L'invention propose également un équipement muni d'un dispositif de io fixation du type de celui présenté ci-avant. L'invention est particulièrement bien adaptée, bien que de façon non exclusive, au domaine spatial, à la génération de mouvement(s) de balayage sur un équipement, et aux mesures dimensionnelles (interférométrie) intervenant dans le positionnement très fin d'équipements. 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : les figures 1A et 1B illustrent dans des vues de face schématiques un premier exemple de réalisation d'un dispositif de fixation selon l'invention, 20 de type lame souple active , respectivement en phase inactive et en phase active, les figures 2A et 2B illustrent dans des vues de face schématiques un deuxième exemple de réalisation d'un dispositif de fixation selon l'invention, également de type lame souple active , respectivement en phase 25 inactive et en phase active, la figure 3 illustre dans une vue en perspective schématique un troisième exemple de réalisation d'un dispositif de fixation selon l'invention, en phase inactive. Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter 30 l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. L'invention a pour objet de permettre une fixation active d'un premier équipement sur un second équipement. 6 2895727 Dans ce qui suit, on considère à titre d'exemple non limitatif que le premier équipement est un miroir primaire d'un instrument d'observation et que le second équipement est cet instrument d'observation, lequel est embarqué sur un satellite remplissant une mission d'observation spatiale de la 5 Terre ou d'une partie de l'univers, depuis l'espace. Mais l'invention n'est pas limitée à ces types d'équipements. Elle concerne en effet tout groupe d'au moins deux équipements, spatiaux ou non, destinés à être solidarisés l'un à l'autre au moyen d'un dispositif de fixation. Elle concerne également les situations dans lesquelles deux équipements lo doivent être alignés ou micro-positionnés de façon quasi-statique l'un par rapport à l'autre. On se réfère tout d'abord aux figures 1A et 1B pour décrire un premier exemple de réalisation d'un dispositif de fixation D selon l'invention, de type lame souple active ou poutre IPN active, destiné à solidariser 15 l'un à l'autre des premier El et second E2 équipements. Lorsque le dispositif D est une lame souple active, il présente une très faible extension dans la direction perpendiculaire au plan de la page (matérialisé sur la figure 1A par les axes XX et YY'). Lorsque le dispositif D est une espèce de poutre IPN active, il présente une extension relativement importante dans la direction 20 perpendiculaire au plan de la page (dans ce cas, les figures 1 et 2 représentent des vues en coupe transversale). Selon l'invention le dispositif de fixation D comprend au moins une structure (de fixation), constituée d'un corps central CC et deux corps terminaux CT1 et CT2 (ou CTi, avec i = 1 et 2), au moins deux transducteurs 25 piézoélectriques Tij, et un module de contrôle MC. Le corps central CC est de type rigide. II se présente ici sous la forme générale d'un parallélépipède rectangle présentant un élément de symétrie de type plan de symétrie (perpendiculaire au plan de la page et matérialisé par l'axe XX) et deux extrémités opposées perpendiculaires au plan de symétrie. 30 Mais d'autres formes peuvent être envisagées. C'est notamment le cas sur la figure 3 où le corps central CC présente une forme générale cylindrique circulaire dont l'axe XX constitue l'axe de symétrie. Les premier CT1 et second CT2 corps terminaux sont sensiblement 7 2895727 identiques. Ils prolongent respectivement les deux extrémités opposées du corps central CC. On entend ici par prolonger une extrémité soit le fait d'être solidarisé fixement à l'extrémité, soit le fait de faire partie de la même pièce que le corps central CC. 5 Chaque corps terminal CTi comporte une striction, c'est-à-dire un rétrécissement, qui définit une partie intermédiaire PDi flexible dont les deux extrémités sont respectivement prolongées par une partie interne rigide Pli et une partie externe rigide PEi. Cette striction est destinée à fléchir (dans le plan de la page) sous les efforts générés par les transducteurs (ou actionneurs) Tij. Elle peut être arrondie ou franche (c'est-à-dire de largeur constante). La partie intermédiaire PDi, flexible, est située dans une position centrale de la structure, c'est-à-dire dans la zone par laquelle passe le plan de symétrie (matérialisé par l'axe XX). Par ailleurs, elle est préférentiellement de forme symétrique par rapport au plan de symétrie. En outre, elle présente une (première) extension suivant la direction YY', perpendiculaire au plan de symétrie (et donc à l'axe )X), et de part et d'autre de ce plan de symétrie. La partie interne rigide Pli est solidaire de l'une des deux extrémités opposées du corps central CC. Elle présente par exemple une forme symétrique par rapport au plan de symétrie. Par exemple, elle se présente sous la forme d'une poutre rattachée en son centre à la partie intermédiaire PDi et au corps central CC. Cette poutre présente une (deuxième) extension de part et d'autre du plan de symétrie (suivant la direction YY') qui est notablement supérieure à celle du corps central CC.

La partie externe rigide PEi est destinée à être solidarisée au premier El ou second E2 équipement. Dans les exemples illustrés sur l'ensemble des figures, la partie externe rigide PEI du premier corps terminal CT1 est solidarisée au premier équipement El, tandis que la partie externe rigide PE2 du second corps terminal CT2 est solidarisée au second équipement E2.

Chaque partie externe rigide PEi présente par exemple une forme symétrique par rapport au plan de symétrie. Par exemple, elle se présente également sous la forme d'une poutre rattachée en son centre à la partie intermédiaire PDi et à l'un des équipements. Cette poutre présente une 8 2895727 (troisième) extension de part et d'autre du plan de symétrie (suivant la direction YY') qui est notablement supérieure à celle du corps central CC, et sensiblement égale à celle de la partie interne rigide Pli. Contrairement à la partie interne rigide Pli qui présente s préférentiellement des côtés biseautés sur l'une de ses faces (du côté du corps central CC) pour renforcer la rigidité de la structure, la partie externe rigide PEi est préférentiellement de section rectangulaire. Les deuxième et troisième extensions des parties interne Pli et externe PEi dépendent des capacités des transducteurs (ou actionneurs) Tij Zo en terme d'effort. En effet, plus l'actionneur est placé loin de l'axe XX moins la déflection angulaire est grande à capacité d'actionnement (en longueur) égale. On place donc un actionneur loin du centre de rotation afin de réduire les efforts d'actionnement tandis qu'on le place près du centre de rotation afin de réduire sa course.

15 En raison de la striction, un espace libre Si est défini entre les parties interne Pli et externe PEi de chaque corps terminal CTi, bien entendu en dehors de la zone occupée par la partie intermédiaire PDi. Dans l'exemple illustré sur les figures 1A et 1B, les formes non circulaire des parties interne Pli et externe PEi entraînent une subdivision de l'espace libre Si en deux 20 sous-espaces définissant deux logements, de dimensions (au repos) sensiblement identiques, de part et d'autre de la partie intermédiaire PDi. Dans l'exemple illustré sur les figures 1A et 1B, le dispositif D ne comprend que deux transducteurs piézoélectriques Tij (T11 et T21, ici j = 1). Un premier transducteur piézoélectrique T11 est logé dans l'un des deux 25 logements que définit l'espace libre S1 du premier corps terminal CT1, et un second transducteur piézoélectrique T21 est logé dans l'un des deux logements que définit l'espace libre S2 du second corps terminal CT2. Dans l'exemple illustré sur les figures 1A et 1B, les premier T11 et second T21 transducteurs piézoélectriques sont tous les deux placés dans 30 des logements qui sont situés d'un même côté de la structure (par rapport au plan de symétrie). Mais cela n'est pas obligatoire. Chaque transducteur piézoélectrique Tij est solidarisé aux parties interne Pli et externe PEi de son corps terminal CTi, en un endroit choisi de 9 2895727 son espace libre Si. Par ailleurs, chaque transducteur piézoélectrique Tij peut effectuer deux types de conversion. Soit il convertit la modification dimensionnelle axiale (dans le plan de la page et donc suivant une direction sensiblement s parallèle à l'axe XX), dont il fait l'objet du fait d'une contrainte mécanique et/ou thermique subie par le corps terminal CTi dont il fait partie, en un courant de mesure représentatif de l'amplitude de cette modification, soit il convertit un courant de commande issu du module de contrôle MC en une modification dimensionnelle axiale correspondante. lo On entend ici par modification dimensionnelle axiale soit une augmentation de dimension suivant une direction sensiblement parallèle à l'axe XX (associée à une amplitude de signe positif), soit une diminution de dimension suivant une direction sensiblement parallèle à l'axe XX (associée à une amplitude de signe négatif).

15 Par exemple, et comme illustré sur l'ensemble des figures, les transducteurs Tij se présentent sous la forme de plots identiques et de hauteur égale à la distance séparant les parties interne Pli et externe PEi de leur corps terminal CTi. Ces plots Tij peuvent par exemple être de forme parallélépipédique (comme illustré sur les figures 1 et 2) ou cylindrique à 20 section circulaire (comme illustré sur la figure 3). Chaque transducteur Tij est par exemple réalisé dans un matériau piézoélectrique tel que les monocristaux piézoélectriques. Il pourrait être également réalisé avec des céramiques piézoélectriques. D'une manière générale, tout type de matériau piézoélectrique peut être utilisé dès lors qu'il 25 permet de générer un courant de mesure suffisamment important pour être analysable par le module de contrôle MC et/ou de faire l'objet d'une modification dimensionnelle axiale adaptée à l'application, en réponse à un courant de commande issu du module de contrôle MC. Les monocristaux piézoélectriques sont particulièrement intéressants 30 du fait qu'ils possèdent une grande capacité d'allongement, typiquement 2% (ce qui est environ dix fois plus que l'allongement offert par les céramiques piézoélectriques). Chaque transducteur Tij peut être éventuellement constitué d'un zo 2895727 empilement d'au moins une couche de matériau piézoélectrique et d'une couche de matériau isolant. Le module de contrôle MC est couplé aux transducteurs Tij par des conducteurs électriques (par exemple des câbles) CE. Il est chargé, d'une 5 manière générale, de déterminer au moins une modification dimensionnelle axiale pour l'un au moins des transducteurs Tij du dispositif D, afin de placer le premier équipement El dans une position choisie par rapport au second équipement E2. Plus précisément, le module de contrôle MC peut être agencé de so différentes manières afin de conférer au dispositif D une ou plusieurs fonctions. Par exemple, le module de contrôle MC peut ne déterminer que la modification dimensionnelle (axiale suivant XX) de chaque transducteur Tij de manière à conférer au dispositif D une fonction de micro-positionnement.

15 Dans ce cas, il ne fait que transmettre aux transducteurs Tij des courants de commande qu'ils doivent convertir en modifications dimensionnelles axiales afin de placer le premier équipement El dans une position précise choisie par rapport au second équipement E2. Pour faciliter la fonction de micro-positionnement, le dispositif peut 20 comporter un ou plusieurs capteurs de grandeur(s) physique(s), délivrant des signaux représentatifs desdites grandeurs physiques pour le module de contrôle MC. Ce(s) capteur(s) peu(ven)t par exemple effectuer une métrologie laser et/ou une détermination de contrainte(s) à relaxer. Dans ce cas, le module de contrôle MC détermine les courants de commande qui sont 25 destinés aux différents transducteurs Tij en fonction d'instructions et des signaux fournis par le(s) capteur(s). On notera que le dispositif D peut être utilisé dans le seul but de relaxer une ou plusieurs contraintes, lorsqu'il est équipé de jauge(s) de contrainte.

30 Le module de contrôle MC peut également être chargé de compenser au moins partiellement l'effet d'une contrainte subie par l'un au moins de ses corps terminaux CTi. Plus précisément, lorsqu'un corps terminal CTi, par exemple CT2 (comme illustré sur la figure 1B), subit une contrainte, cela se 11 2895727 traduit par une première désorientation (inclinaison matérialisée par la flèche RI) de sa partie externe PE2 par rapport à sa partie interne PI2 du fait de la flexibilité de la partie intermédiaire PD2 qui les relie. Cette désorientation (R1) entraîne une première modification dimensionnelle axiale, d'une première 5 amplitude, du transducteur T21 (matérialisée par les flèches FI). Dans l'exemple illustré sur la figure 1B, la première modification dimensionnelle axiale est une diminution d'épaisseur (mais cela pourrait être le contraire). Dans le même temps, la distance qui sépare les parties interne P12 et externe PE2 du côté opposé au transducteur T21 augmente d'une valeur égale à la lo première amplitude, comme cela est matérialisée par les flèches F2. En réponse à cette première modification (diminution) dimensionnelle axiale le transducteur T21 génère un courant de mesure représentatif de la première amplitude (et de son signe). Lorsque le module de contrôle MC reçoit ce courant de mesure (via le conducteur CE), il détermine la 15 modification dimensionnelle axiale correspondante et génère un courant de commande destiné au transducteur T11 du premier corps terminal CT1. Lorsque le transducteur T11 reçoit ce courant de commande, il le convertit en une deuxième modification dimensionnelle axiale permettant d'induire une deuxième désorientation de la partie externe PEI de son corps terminal CT1 20 par rapport à sa partie interne PI1 (matérialisée par la flèche R2). Cette deuxième désorientation (R2) est opposée à la première désorientation (RI) afin de la compenser. La deuxième modification dimensionnelle axiale est ici une augmentation d'épaisseur, d'amplitude sensiblement égale à la première amplitude, mais de signe opposée (matérialisée par les flèches F3). Cette 25 deuxième modification dimensionnelle axiale (F3) provoque dans le même temps la diminution de la distance qui sépare les parties interne Pli et externe PE1, du premier corps terminal CT1 du côté opposé au transducteur T11, d'une valeur sensiblement égale à la première amplitude, comme cela est matérialisé par les flèches F4.

30 On notera que pour assurer cette fonction de contrôle de la compensation de l'effet d'une contrainte, le module de contrôle MC peut éventuellement fonctionner en mode d'asservissement (à contrainte donnée). II peut également fonctionner en mode d'asservissement à modification 12 2895727 dimensionnelle axiale donnée. On notera également que le dispositif D peut à la fois assurer une fonction de micro-positionnement et de compensation de contrainte(s). On se réfère maintenant aux figures 2A et 2B pour décrire un 5 deuxième exemple de réalisation d'un dispositif de fixation D selon l'invention. Il s'agit d'une variante du premier exemple décrit précédemment en référence aux figures 1A et 1B. Ce deuxième exemple se différencie du premier par le fait que chaque corps terminal CTi comprend deux transducteurs Tif et Ti2, fonctionnant de façon antagoniste, et non pas un seul. Cet aménagement est 10 en effet destiné à pallier un inconvénient du premier exemple de réalisation lié à la présence d'un unique transducteur Tij dans chaque corps terminal CTi, et imposant que chaque transducteur piézoélectrique Tij soit précontraint. Dans ce second mode de réalisation, le module de commande MC contrôle le micro-positionnement et/ou la compensation de contrainte(s) via 15 les quatre transducteurs Tij (T11, T12, T21 et T22). Par exemple, et comme illustré sur la figure 2B, lorsque le module de contrôle MC fonctionne en compensation de contrainte(s), il reçoit un courant de mesure en provenance de l'un des transducteurs Tij, par exemple le premier Ti i, de l'un des corps terminaux CTi, par exemple CT2, induit par une 20 première désorientation (RI) de sa partie externe PE2 par rapport à sa partie interne P12. Il détermine alors la première modification dimensionnelle axiale qui correspond à ce courant de mesure, puis il génère trois courants de commande. Dans l'exemple illustré sur la figure 2B, la première modification dimensionnelle axiale est une diminution d'épaisseur (mais cela pourrait être 25 le contraire), matérialisée par les flèches FI . Le premier courant de commande est destiné au deuxième transducteur T22 du second corps terminal CT2. II est déterminé de sorte que le deuxième transducteur T22 le convertisse en une deuxième modification dimensionnelle axiale de signe opposé à la première modification 30 dimensionnelle axiale et de même amplitude. Cette deuxième modification dimensionnelle axiale est ici une augmentation d'épaisseur, matérialisée par les flèches F2. Le deuxième courant de commande est destiné au premier 13 2895727 transducteur T11 du premier corps terminal CT1. II est déterminé de sorte que le premier transducteur T11 le convertisse en une troisième modification dimensionnelle axiale destinée à induire une deuxième désorientation (R2) de la partie externe PE1 de son corps terminal CT1 par rapport à sa partie 5 interne Pli, opposée à la première désorientation. Cette troisième modification dimensionnelle axiale est ici une augmentation d'épaisseur, matérialisée par les flèches F3. Le troisième courant de commande est destiné au deuxième transducteur T12 du premier corps terminal CT1. Il est déterminé de sorte que 10 le deuxième transducteur T12 le convertisse en une quatrième modification dimensionnelle axiale de signe opposé à la troisième modification dimensionnelle axiale et de même amplitude. Cette quatrième modification dimensionnelle axiale est ici une diminution d'épaisseur, matérialisée par les flèches F4.

15 Lorsque le module de contrôle MC contrôle le micro-positionnement, il détermine des courants de mesure pour les quatre transducteurs Tij, de sorte qu'ils fonctionnent au sein d'un même corps terminal CTi de façon antagoniste. Les deux exemples de réalisation décrits ci-avant n'offrent qu'un ou 20 deux degrés de liberté (translationsuivant la direction YY' et éventuellement une rotation). Mais, on peut envisager d'autres exemples de réalisation offrant plus de deux degrés de liberté, par exemple trois ou quatre. Un tel (troisième) exemple de réalisation est illustré sur la figure 3. Dans ce troisième exemple de réalisation, chaque corps terminal CTi 25 comprend à l'intérieur de son espace libre Si trois transducteurs piézoélectriques Tij (j = 1 à 3) placés à 120 les uns des autres par rapport à l'axe XX. Le dispositif est ici symétrique par rapport à un élément de symétrie de type axe de symétrie constitué par l'axe XX.

30 Comme illustré, la partie interne rigide Pli et/ou la partie externe rigide PEi de chaque corps terminal CTi peu(ven)t par exemple se présenter sous la forme de plateformes, éventuellement de forme générale cylindrique circulaire. Par ailleurs, la partie intermédiaire flexible PDi de chaque corps 14 2895727 terminal CTi peut par exemple se présenter sous la forme d'un diabolo. Ce type de forme est en effet bien adapté aux rotations (ou inclinaisons) dans toutes les directions. Les corps terminaux CTi sont ici symétriques par rapport à l'axe de 5 symétrie XX. Le corps central CC est ici de forme cylindrique circulaire, à titre d'exemple. Il est ici symétrique par rapport à l'axe de symétrie XX. Les modes de fonctionnement offerts par ce troisième exemple de réalisation sont identiques à ceux décrits ci-avant en référence aux figures 1 10 et 2. La seule différence réside dans le fait que les possibilités de micro-positionnement sont plus nombreuses et qu'un plus grand nombre de compensations peuvent être effectuées, du fait de la présence d'un triplet de transducteurs Tij dans chaque corps terminal CTi. Par exemple, lorsque le module de contrôle MC contrôle le micropositionnement, il détermine des courants de mesure pour les six transducteurs Tij, de sorte qu'ils fonctionnent de façon combinée par triplet au sein d'un même corps terminal CTi. En fait, pour un triplet de transducteurs Tij, deux courants de commande permettent de fixer la première désorientation au niveau d'un corps terminal CTi, tandis que le troisième 20 courant de commande sert à positionner le troisième transducteur de façon antagoniste par rapport à la combinaison des deux autres. Lorsque le module de contrôle MC fonctionne en compensation de contrainte(s), il reçoit au moins un courant de mesure en provenance de l'un au moins des trois transducteurs Tij de l'un des corps terminaux CTi, induit 25 par une première désorientation de sa partie externe PEi par rapport à sa partie interne Pli. II détermine alors chaque modification dimensionnelle axiale correspondant à chaque courant de mesure reçu. Puis, il génère, d'une part, un courant de commande pour chaque transducteur, du même corps terminal CTi, qui n'a pas transmis un courant de mesure, afin qu'il le convertisse en 30 une modification dimensionnelle axiale choisie, et d'autre part, des courants de commande à destination des trois transducteurs de l'autre corps terminal CTi' afin qu'ils les convertissent en modifications dimensionnelles axiales permettant d'induire une deuxième désorientation de la partie externe PEi' de 15 2895727 leur corps terminal CTi' par rapport à sa partie interne Pli', opposée à la première désorientation. Il est important de noter que, quel que soit son mode de réalisation, le module de contrôle MC peut être éventuellement activé et désactivé à des 5 instants choisis. Par exemple, le dispositif de fixation D, selon l'invention, est bloqué durant le lancement puis activé une fois que le satellite dans lequel il est embarqué est parvenu en orbite à l'emplacement prévu pour sa mission. Le dispositif peut par exemple être activé par un logiciel embarqué durant les phases d'observation de la mission.

10 L'invention offre un certain nombre d'avantages, parmi lesquels : le dispositif D peut être miniaturisé de façon à être adapté à la charge du premier équipement devant être solidarisé au second équipement, de sorte que sa masse et son encombrement demeurent faibles, le dispositif D permettant de réduire en orbite les contraintes d'interfaces, 15 les équipements de haute stabilité dimensionnelle peuvent donc être conçus et dimensionnés de façon moins robuste ce qui induit une réduction de masse, le dispositif D comportant des composants mécaniques flexibles, déformés de manière élastique, il ne met en jeu aucun frottement ou roulement 20 susceptible d'accélérer son vieillissement, de nuire à sa fiabilité ou de générer de la pollution particulaire, les plages de réglage offertes par le dispositif D permettent des procédures d'intégration simplifiées. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de dispositif de 25 fixation et d'équipement décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après. Ainsi dans ce qui précède on a présenté une application de l'invention au positionnement fin d'un équipement par rapport à un autre. Mais, 30 l'invention concerne également l'alignement ou le micro-positionnement quasi-statique d'un équipement par rapport à un autre. 16

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de fixation d'un premier équipement (El) par rapport à un second équipement (E2), caractérisé en ce qu'il comprend i) une structure comportant un corps central rigide (CC) et deux corps terminaux (CTi) sensiblement identiques, prolongeant deux extrémités opposées dudit corps central (CC), et comprenant chacun une striction définissant une partie intermédiaire flexible (PDi) symétrique par rapport à un élément de symétrie, présentant une première extension par rapport audit élément de symétrie, située dans une position centrale et prolongée par une partie interne rigide (Pli) symétrique par rapport audit élément de symétrie, présentant une deuxième extension par rapport audit élément de symétrie supérieure à la première et solidaire de l'une desdites extrémités du corps central (CC), et une partie externe rigide (PEi) symétrique par rapport audit élément de symétrie, présentant une troisième extension par rapport audit élément de symétrie supérieure à la première, espacée de ladite partie interne (Pli) et destinée à être solidarisée audit premier (El) ou second (E2) équipement, ii) au moins deux transducteurs piézoélectriques (Tij) logés respectivement dans des espaces libres (Si) définis entre les parties interne (Pli) et externe (PEi) des deux corps terminaux (CTi) et agencés chacun pour convertir soit une modification dimensionnelle axiale en un courant de mesure représentatif de l'amplitude de ladite modification, soit un courant de commande en une modification dimensionnelle axiale correspondante, et iii) des moyens de contrôle (MC) agencés pour déterminer au moins une modification dimensionnelle axiale pour l'un au moins desdits transducteurs (Tij) de manière à placer ledit premier équipement (E1) dans une position choisie par rapport audit second équipement (E2).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MC) sont agencés pour déterminer une modification dimensionnelle axiale pour chaque transducteur (Tij) de manière à placer ledit premier équipement (El) dans une position choisie par rapport audit second équipement (E2).

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits 17 2895727 moyens de contrôle (MC) sont agencés, en cas de réception d'un courant de mesure en provenance d'un transducteur (Tij) de l'un desdits corps terminaux (CTi), induit par une première désorientation de sa partie externe (PEi) par rapport à sa partie interne (Pli), pour déterminer la modification s dimensionnelle axiale correspondante et générer un courant de commande à destination du transducteur (Ti'j) de l'autre corps terminal (CTi') de sorte qu'il le convertisse en une modification dimensionnelle axiale permettant d'induire une deuxième désorientation de la partie externe (PEi') de son corps terminal (CTi') par rapport à sa partie interne (Pli'), opposée à ladite première 10 désorientation.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque espace libre (Si) de corps terminal (CTi) loge au moins des premier (Ti1) et deuxième (Ti2) transducteurs piézoélectriques destinés à fonctionner de façon antagoniste, et en ce que lesdits moyens de contrôle (MC) sont 15 agencés, en cas de réception d'un courant de mesure en provenance du premier transducteur (Ti1) de l'un desdits corps terminaux (CTi), induit par une première désorientation de sa partie externe par rapport à sa partie interne, pour déterminer la première modification dimensionnelle axiale correspondante et générer i) un premier courant de commande à destination 20 du deuxième transducteur (Ti2) de ce même corps terminal (CTi) de sorte qu'il le convertisse en une deuxième modification dimensionnelle axiale de signe opposé à ladite première modification dimensionnelle axiale et de même amplitude, ii) un deuxième courant de commande à destination du premier transducteur (Ti'1) de l'autre corps terminal (CTi') de sorte qu'il le 25 convertisse en une troisième modification dimensionnelle axiale permettant d'induire une deuxième désorientation de la partie externe de son corps terminal (CTi') par rapport à sa partie interne, opposée à ladite première désorientation, et iii) un troisième courant de commande à destination du deuxième transducteur (Ti'2) de cet autre corps terminal (CTi') de sorte qu'il le 30 convertisse en une quatrième modification dimensionnelle axiale de signe opposé à ladite troisième modification dimensionnelle axiale et de même amplitude.

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que 18 2895727 chaque espace libre (Si) de corps terminal (CTi) loge trois transducteurs piézoélectriques (Tij) placés à 120 les uns des autres.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MC) sont agencés, en cas de réception d'au moins un s courant de mesure en provenance de l'un au moins des transducteurs (Tij) de l'un desdits corps terminaux (CTi), induit par une première désorientation de sa partie externe par rapport à sa partie interne, pour déterminer chaque modification dimensionnelle axiale correspondante et générer i) un courant de commande à destination de chaque transducteur (Tij'), de ce même corps lo terminal (CTi), n'ayant pas transmis un courant de mesure, de sorte qu'il le convertisse en une modification dimensionnelle axiale, et ii) des courants de commande à destination des trois transducteurs (Ti'j) de l'autre corps terminal (CTi') de sorte qu'ils les convertissent en modifications dimensionnelles axiales permettant d'induire une deuxième désorientation de la partie externe 15 de leur corps terminal (CTi') par rapport à sa partie interne, opposée à ladite première désorientation.

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'une au moins desdites parties interne (Pli) et externe (PEi) de chaque corps terminal (CTi) est une plateforme de forme choisie, et en ce que la partie 20 intermédiaire (PDi) de chaque corps terminal présente une forme de type diabolo.

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits transducteurs (Tij) sont réalisés dans un matériau piézoélectrique choisi dans un groupe comprenant au moins des monocristaux 25 piézoélectriques et des céramiques piézoélectriques.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits transducteurs (Tij) sont constitués d'au moins un empilement d'au moins une couche dudit matériau piézoélectrique.

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il 30 comprend au moins un capteur agencé pour délivrer des signaux représentatifs d'au moins une grandeur physique, et en ce que lesdits moyens de contrôle (MC) sont agencés pour déterminer lesdites modifications dimensionnelles axiales en fonction desdits signaux. 19 2895727

11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MC) sont agencés pour être activés et désactivés à des instants choisis.

12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce 5 que lesdits moyens de contrôle (MC) sont agencés pour fonctionner en mode d'asservissement de position.

13. Equipement (E1, E2), caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif de fixation (D) selon l'une des revendications précédentes.

14. Utilisation du dispositif de fixation (D) et de l'équipement (El, E2) io selon l'une des revendications précédentes, dans le domaine spatial.