Soutenance de Thèse, Mondher OUARI, 13 Oct. 2025

Conception d’ondes mécaniques localisées : application à l’haptique

lundi 13 octobre 2025 à 14h00
Lieu : IRCICA, 50 av Halley 59650 Villeneuve d’Ascq
Salle : Amphithéâtre

Mots-clés :

Contrôle de vibration, Transducteurs piézoélectriques, Confinement des vibrations, Métamatériaux, Haptique

Résumé :

Menés dans le cadre du projet pluridisciplinaire HASAMé, ces travaux visent à dépasser les limites des technologies haptiques de surface actuelles, notamment en matière de mise à l’échelle, d’efficacité énergétique et de précision spatiale des effets tactiles. L’objectif central est de générer des vibrations localisée, permettant aux utilisateurs de percevoir des retours tactiles — textures, boutons ou indications directionnelles — directement sur des interfaces tactiles. Pour ce faire, des approches de confinement passif et actif sont étudiées. Le confinement passif exploite les propriétés géométriques et matérielles de structures périodiques — telles que des piliers mécaniques — afin de créer des zones vibratoires localisées par atténuation d’ondes et conversion de modes. Ces structures sont conçues et analysées au moyen de modélisations analytiques fondées sur les théories des poutres et des plaques, ainsi que par des simulations par éléments finis ; des prototypes expérimentaux valident leur efficacité. À l’inverse, le confinement actif est réalisé au moyen de réseaux d’actionneurs et de capteurs piézoélectriques intégrés à la surface. Des stratégies de contrôle sont développées et mises en œuvre dans un repère tournant, ce qui permet de façonner le champ vibratoire en temps réel. Cette approche autorise non seulement le confinement, mais aussi la génération d’ondes progressives, essentielles pour induire des forces de cisaillement directionnelles perçues par le bout du doigt de l’utilisateur. Une contribution majeure de cette thèse réside dans l’introduction d’un cadre de modélisation fondé sur l’analogie électrique, s’appuyant sur le circuit équivalent de Mason, qui modélise chaque section de la surface vibrante comme une cellule électrique. Cette méthodologie constitue un outil souple pour l’analyse et la conception de systèmes haptiques complexes à contrôle distribué. Les résultats expérimentaux, obtenus avec des cartes électroniques conçues sur mesure et une vibrométrie laser, confirment les prédictions théoriques en montrant un confinement précis des vibrations et un contrôle efficace des réponses tactiles. Dans l’ensemble, ces travaux proposent un cadre complet — couvrant modélisation, contrôle, réalisation expérimentale— pour le développement d’interfaces haptiques de nouvelle génération, ouvrant la voie à des surfaces intelligentes et réactives applicables aux commandes automobiles interactives.