Evènement particulier pour célébrer les 20 ans du réseau régional d’Occitanie organisé à Odeillo-Font Romeu

Laboratoire d’accueil et hébergement :

Cette rencontre organisée sur 2 jours, a été l’occasion de fêter les 20 ans d’existence du réseau des électroniciens d’Occitanie. Nous avons choisi un laboratoire d’accueil proposant un site universitaire exceptionnel et c’est dans les Pyrénées-Orientales que nous avons été accueilli par Emmanuel Guillot, membre du laboratoire PROMES sur le site d’Odeillo-Font Romeu. Ce laboratoire est spécialisé dans la valorisation de l’énergie solaire appliquée à la physique des matériaux, la recherche appliquée aux techniques de stockage de l’énergie solaire et l’amélioration des concentrateurs solaires équipés d’héliostats permettant d’atteindre des températures difficilement reproductibles par des fours industriels. Cette rencontre a été l’occasion de présenter quelques savoir-faire développés dans différents laboratoires avec des démonstrations techniques qui ont illustré les présentations associées.

Le lieu de ces échanges était à une distance équivalente pour les membres montpelliérains et toulousains et deux services de transport en commun avaient été réservés. Nous avons été accueilli en fin de matinée le mardi au Carlit hôtel situé à Font Romeu qui propose plusieurs salles équipées pour des conférences ou des séminaires. La rencontre a démarré à 11H00 par la présentation des deux journées par Loïc Drigo et après le déjeuner vers 13H30, un premier tour de table a permis d’identifier les collègues participants à cette rencontre avec leurs attentes à l’occasion de cette ANF.

Mardi 19 octobre 2021 :

Première présentation : Système d’acquisition 64 voies pour analyse de plasma

Stéphane Martin nous a présenté une solution d’acquisitions simultanées sur 64 voies à une fréquence d’échantillonnage de 50 Msps. Cette solution a été développée en mettant en œuvre plusieurs convertisseurs couplés à un FPGA MAX10 associé à une communication USB en utilisant un PSoC5. Cypress/Infineon propose une librairie CyUSB.dll pour ce type de microcontrôleur permettant de gérer les communications USB à partir d’une interface écrite en C#. Stéphane nous a fait part des principaux outils utilisées pour le développement de cette application. L’échantillonnage haute fréquence avec des composants basse tension a nécessité la mise en œuvre de buffers LVDS et la mise en forme des signaux analogiques à analyser est réalisée par des amplificateurs de transimpédance. La solution développée a permis une réduction des coûts importante en permettant aussi une interface dimensionnée aux besoins des scientifiques et modifiable en interne.

Deuxième présentation : radeau connecté pour la mesure d’indicateurs en milieu naturel (Projet Econect)

Jean-Louis Druilhe a présenté une solution en cours de développement pour analyser les paramètres des eaux de rivières en temps réel. Le but étant de produire des aquacosmes communicants permettant par GSM de collecter des mesures d’intérêts vers un concentrateur faisant office de routeur local en lien avec un serveur distant. Les principaux paramètres qui intéressent les écologistes sont la température de l’eau, la conductivité, le pH, le potentiel d’oxydo-réduction, la turbidité, l’oxygène dissous, la luminosité. Ces mesures sont réalisées toutes les 5 minutes et transmises par GSM par commande http mais une future version permettra de communiquer localement en ZigBee ou en LoRaWAN vers le concentrateur de terrain avant que le paquet de données soient transmis par GSM pour le dernier saut radio.

Troisième présentation : Introduction à la CA0 électronique Open Source Kicad associée à des outils collaboratifs comme Git

Arnauld Biganzoli présente les principales caractéristiques du logiciel Kicad Open Source permettant de produire des PCB multicouches et doté d’outils qui n’ont rien à envier aux solutions professionnelles payantes. Depuis quelques années ce logiciel propose aussi un simulateur SPICE Simulation compatible avec les modèles existants.

Il nous renseigne aussi sur les outils collaboratifs open source disponibles pour du travail partagé et il nous rappelle les principales fonctionnalités d’un outil comme Git. Ces outils sont souvent évoqués mais ne bénéficient pas de formation spécifique à notre réseau de métier bien que son utilisation devient incontournable pour le versionnage de tous les travaux réalisés dans nos laboratoires respectifs.

Quatrième présentation : Bancs automatisés, moteurs, dans quelles barques embarquons-nous notre électronique ?

Christian Pertel nous présente une électronique pour produire des pointes tungstène pour la microscopie électronique. Le procédé d’érosion électrochimique est secondé par une motorisation qui contrôle l’avancée d’une tige de tungstène dans une solution d’électrolyte à base de soude (NaOH). L’asservissement du courant circulant dans la tige de tungstène est essentiel pour définir le diamètre minimal et la longueur de la pointe tungstène. Cet instrument essentiel pour la microscopie électronique a évolué depuis 2012 et Christian a automatisé tous le process de fabrication de ces pointes de tungstène. Tous les PCB ont été développés avec Altium Designer, la commande des moteurs pas à pas est faite à partir d’une platine Haydn Kerk avec une carte Trinamic de chez A2V, la partie système avec le programme embarqué est réalisée avec un kit nucléo à base de cortex M4 et l’interface graphique et tactile utilise les bibliothèques 4D SYSTEMS.

Cinquième présentation : Technique de régulation de température pour AFM

Jean-Claude Sivault nous a présenté une électronique pour une régulation thermique appliquée à un microscope AFM (Atomic Force Microscopy) permettant un analyse nanométrique d’échantillons biologiques. Ce microscope est associé à un passeur UV qui a nécessité quelques adaptations en utilisant le moteur d’un disque dur recyclé pour le transformer en obturateur optique. Une interface a été proposée pour automatiser les séquences d’analyse.

Ateliers

Plusieurs ateliers liés aux présentations de la journée ont été proposés avec des démonstrations matérielles d’électroniques commandées par logiciels.

Mercredi 20 octobre

Sixième présentation : Exemple de conception CAO d’un PCB Flex-Rigid

Christian Pertel nous propose un inventaire de l’état de l’art pour la fabrication des circuits imprimés souples trouvant de nombreuses applications quand les faisceaux de câbles doivent disparaître ou occuper le minimum d’espace. La suite CAO Altium permet de produire ce type de PCB et elle prend en compte les propriétés de plusieurs matériaux possibles. Le principe consiste à utiliser des films de polyimide recouvrant les connexions en cuivre vers des zones rigides ou l’interconnexion avec la partie flexible se fait en interne si plusieurs couches sont prévues ou en surface. Le Kapton est souvent utilisé pour rigidifier la partie souple et ses propriétés sont intéressantes pour les applications où l’atmosphère est contrôlée car ce matériau présente un faible taux de dégazage. Altium propose une solution complète avec une représentation 3D de la solution produite avec la possibilité d’appliquer des rayons de courbure paramétrables permettant de visualiser immédiatement le volume occupé. La particularité des circuits imprimés flexibles est qu’ils permettent aussi des liaisons multicouches.

Septième présentation : Exposé technique sur la CAO NX

Michel Dupieux a invité par visioconférence Jean-Michel Huet pour nous présenter les principales fonctionnalités du logiciel NX qui est un outil de CAO pour la modélisation mécanique. Ce logiciel a été adopté récemment par beaucoup de laboratoire du CNRS suite à un appel d’offres transmis à plusieurs éditeurs de solutions équivalentes.

Huitième présentation : Jouvence du grand four solaire

Emmanuel Guillot qui est le directeur adjoint des infrastructures technique pour l’ensemble des instruments du laboratoire PROMES a permis d’organiser cette rencontre régionale pour marquer les 20 ans du réseau Occitanie. Son domaine d’activités scientifiques est très différent de celui de l’ensemble des participants et nous avons pu apprécier les enjeux techniques et économiques de ce laboratoire spécialisé dans plusieurs applications des fours solaires. Beaucoup de physiciens se côtoient dans le bâtiment de recherche qui est attenant au concentrateur d’énergie solaire transmise par le champ d’héliostats.  Il nous a présenté les thématiques de recherche en cours comme l’utilisation de matériaux ou de liquides caloporteur pour stocker l’énergie thermique et faciliter son utilisation à des moments de la journée plus opportuns. Le champ d’héliostats étant la signature de ce laboratoire, nous avons bénéficié d’une visite pour apprécier les propriétés techniques des héliostats mobiles et l’étendu de ce grand équipement.