Article paru dans notre lettre d'informationdu 25 Novembre 2021

Eclore Actuators réinvente le vérin

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En s’inspirant des structures spatiales déployables basées sur les origamis, et du pli qui est une solution optimale que l’on retrouve dans la nature, le jeune ingénieur Pierre Gautier-Le Boulch a conçu un actionneur dont l’élément principal est un soufflet plié en élastomère. Véritable innovation de rupture, léger, peu encombrant, comportant peu de pièces, totalement recyclable et sans maintenance, il peut se décliner à l’infini pour supporter des charges de quelques kilogrammes à plus de cent tonnes.

 

« Lors de mon cursus scolaire à l’Ecole des Mines de Saint-Etienne j’ai fais un stage de 6 mois sur la propulsion spatiale à la Seoul National University en Corée. J’y ai découvert les procédés de pliage inspirés de l’art des origamis pour minimiser le poids et l’encombrement des structures envoyées dans l’espace, notamment pour les bras supportant les voiles de propulsion solaires. Au même moment, j’ai constaté une synergie de toutes les grandes universités mondiales pour développer des actionneurs bio-inspirés, d’où l’idée de combiner les deux en concevant un actionneur dont le soufflet actif se déploie comme un origami, car le pli est une solution optimale que l’on retrouve dans la nature », explique Pierre Gautier-Le Boulch, fondateur et CEO d’Eclore Actuators.

Le soufflet en élastomère plié de façon astucieuse se déploie à la façon d’un origami sur une grande longueur. 
Doc : Eclore Actuators
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Les premières études techniques sur les procédés de pliage nécessaires ont pu être faites à l’École des Mines de Saint-Etienne lors de son projet de fin d’étude en 2019. Les résultats étant très prometteurs, la société Eclore Actuators a été créée en novembre 2019 à Nantes, et hébergée par la pépinière Nantes Créatic de Nantes Métropole Aménagement, pour finaliser les études de faisabilité. Aujourd’hui Eclore Actuators est intégré dans les incubateurs Atlanpole avec un label MESRI et IMT Atlantique, qui l’accompagne dans son développement.

 

Un cœur en élastomère

L’élément principal des vérins d’Eclore Actuators est un tube hexagonal en élastomère, qui est mis en forme par simple pliage, grâce à un procédé de fabrication propre protégé par des brevets en cours d’internationalisation.

« Nous avons travaillé de manière très empirique pour mettre au point ce procédé de pliage car les plis sont très difficilement modélisables. Nous avons donc essayé beaucoup de motifs et de combinaisons, tout en jouant sur de nombreux paramètres de production, que nous avons ensuite fait vieillir artificiellement jusqu’à arriver aujourd’hui à une tenue sans rupture sous 6 bars supérieure à 2 millions de cycles. »

Ce type de vérin présente de nombreux avantages, déjà en termes de légèreté et d’inertie. Un vérin classique de diamètre 50 mm pour 100 mm de course pèse entre 2 et 2,5 kg, alors qu’un vérin Eclore Actuators de même capacité, capable de soulever 120 kg, pèse 400 g dans un encombrement 2 à 5 fois plus faible et avec une très faible inertie, ce qui permet de très fortes cadences de cycle. De plus, le soufflet peut fonctionner en mode double effet, la pression assurant son déploiement tandis que la dépression, utilisée par exemple pour les ventouses de manutention, assure sa rétractation.

Monté entre deux simples plaques terminales ou doté de multiples accessoires, le soufflet en élastomère peut s’adapter à tous types de trajectoires ou de cinématiques. 
Doc : Eclore Actuators
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Le soufflet étant étanche par construction et réalisé intégralement en élastomère, il accepte de multiples types de fluides, l’air comprimé bien sûr, mais aussi l’huile hydraulique, l’eau du fait de l’absence de pièces corrodables, le glycol, etc.

En terme de maintenance le très faible nombre de pièces, un soufflet, deux plaques terminales et deux brides pinçant le soufflet dessus avec quelques vis, exclus toutes les pièces d’usure, tant pour le guidage que pour l’étanchéité. Cela élimine tout besoin de lubrification entre pièces métalliques en mouvement, ce qui est particulièrement intéressant dans des applications pour les industries agroalimentaires ou pharmaceutiques, où il faut éviter tout risque de contamination. Enfin, ce vérin est fait de matériaux inertes totalement recyclables.

De plus, la souplesse du soufflet du vérin lui permet de suivre des trajectoires non rectilignes tels des mouvements de charnière sur un angle de 90°. Conçu comme un véritable Meccano, la gamme des accessoires proposée permet, en combinant plusieurs soufflets, de satisfaire les cinématiques les plus complexes. Enfin, outre les actionneurs, les soufflets d’Eclore Actuators sont aussi utilisables pour créer des amortisseurs pneumatiques ou de simples soufflets de protection.

 

De 100 à 100 000 daN

Sous 6 bars un soufflet de 5 cm soulève 120 daN ; un de 10 cm 480 daN ; un de 20 cm 1 900 daN ; un de 40 cm 7 700 daN ; un de 80 cm 30 700 daN et un de 160 cm 123 000 daN.

De 1 cm à 1 m

« Les machines de production, que l’on a conçues et fabriquées, nous permettent de sortir des soufflets jusqu’à 1,5 m de long et de 1 cm à 1 m de diamètre suivant qu’il s’agit d’applications pour de la robotique ou de la manutention lourde. Le premier marché visé est celui de la machine spéciale pour les industries manufacturières, pour la logistique ou la robotique. Nous avons d’ailleurs déjà signé un accord de partenariat avec MGI Digital Technology pour équiper les périphériques de manutention de ses imprimantes destinées aux arts graphiques. Les premiers tests en situation réelle vont donc débuter début 2022, la commercialisation en série débutera quant à elle début 2023. »

Eclore Actuators emploie actuellement 5 salariés, mais devrait atteindre les 12 personnes fin 2022 et vise les 15 en 2023, des renforts qui concernent tant le bureau d’études avec des ingénieurs R&D, que la production pour la fabrication des soufflets et l’assemblage final dans un atelier qui va passer de 80 à 400 m² mi-2022.

Eclore Actuators fonctionne sur fonds propres et a obtenu le statut de Jeune Entreprise Innovante (JEI) et suit de ce fait le parcours de subvention de la BPI. « Mais nous lançons une levée de fonds de 1 M€ en dilutif pour subvenir à nos besoins jusqu’en 2025. Période à laquelle nous visons un chiffre d’affaire de 2,5 M€ », conclut Pierre Gautier-Le Boulch.

Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus : https://eclore-actuators.com/

Ingénieur de formation (ENIM) et journaliste professionnel depuis 1981, Jean-François Prevéraud a participé à de nombreux journaux et lettres d'information (Bureau d'Etudes, CFAO Synthèse, SIT, Industrie & Technologies, Usine Nouvelle...) comme journaliste, rédacteur en chef adjoint ou rédacteur en chef.

En retraite depuis février 2017, Jean-François veut que celle-ci soit active. C'est pour cette raison qu'il reste informé de ce qui bouge dans le PLM dans son sens le plus large (CFAO, Simulation Numérique, Impression 3D, Usine du futur, Réalité virtuelle et augmentée…). Il contribue désormais à notre lettre d'information pour commenter l'actualité que nous publions ou celle qu'il a pu glaner dans les évènements qu'il continue à suivre.

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