Conception d'un système mécatronique adaptatif de mouvement pour lentille de spectroscopie sur plasma induit par laser

点击翻译按钮获取中文摘要

La compagnie Elemission, partenaire de ce projet, est une pionnière au Canada dans le domaine de la spectroscopie sur plasma induit par laser (LIBS pour Laser-induced breakdown spectroscopy). Cette technique est utilisée pour analyser la composition des éléments atomiques d'un échantillon dans sa phase solide, liquide ou gazeuse. Son principe consiste à vaporiser ponctuellement la surface d'un échantillon à l'aide d'une impulsion laser. La vapeur du matériau ainsi créée est excitée par le faisceau laser et émet un rayonnement qui est par la suite analysé par un spectromètre. Le spectre obtenu indique la composition chimique de surface de l'échantillon. Elemission se distingue des autres manufacturiers du domaine par un système utilisant une lentille focalisable électriquement. Le rôle de cette dernière est de permettre d'augmenter la profondeur de champs de l'analyse LIBS. Cette lentille est constituée d'un liquide optique et d'une membrane en polymère. Un actionneur est contrôlé électriquement et permet de compresser ou pas le liquide et permet ainsi de changer le rayon de courbure (surface polymère) de la lentille. Une preuve de concept LIBS à été démontrée avec ce type de lentille mais cette dernière présente une problématique majeure puisque la lentille présente des dérives thermiques et des aberrations optiques élèves après seulement une heure d'utilisation (système industrielle prévu pour 10 heures de fonctionnement par jour). Aucune solution satisfaisante n'a été trouvée par Elemission qui est donc à la recherche d'une expertise en mécatronique lui permettant de résoudre ces problèmes. Pour cela, le laboratoire de robotique et systèmes mécatroniques de Polytechnique de Montréal dont l'expertise est justement la conception et fabrication de systèmes mécatroniques innovateurs se propose de relever le défi. L'objectif est donc de trouver une solution pour un élément qui ne remplit pas son rôle de façon adéquate.