Démarche de fusion et d'intégration
Introduction à la mécatronique

2.1 Caractérisation des systèmes mécatroniques

Les systèmes mécaniques se sont enrichis au cours du temps de composants non mécaniques, comme par exemple des composants électriques ou électroniques. Un système mécatronique est donc, au départ, un système mécanique enrichi des fonctions offertes par les technologies de l'électronique, de l'automatique et de l'informatique, en particulier les fonctions de captage, de traitement et de communication de l'information, de manière à percevoir son milieu environnant, à communiquer et à agir sur ce milieu, en présentant un niveau complet d'intégration mécatronique, du point de vue fonctionnel et physique. La démarche inverse, c'est-à-dire l'électronique ou l'informatique qui s'enrichissent de la mécanique, est une voie plus nouvelle qu'il convient également de souligner car porteuse d'innovations, comme par exemple les jeux vidéo et plus largement les applications de la réalité virtuelle qui comportent des interfaces mécaniques pour « augmenter la réalité » (la pratique virtuelle de sports comme le tennis, le golf... les simulateurs de conduite en constituent des cas d'application bien connus).

Dans un premier temps, on pourrait caractériser le système mécatronique par les couplages qui existent entre les grandes fonctions supplémentaires qu'il offre par rapport à un système mécanique, qui sont celles liées aux interfaces avec l'environnement extérieur. Ces grandes fonctions sont celles qui correspondent aux actions suivantes (figure 2) :

• mesurer ;

• penser ;

• agir ;

• communiquer.

Ainsi quatre axes d'analyse et d'investigation sont envisageables, concernant les éléments physiques :

• capteurs ;

• actionneurs ;

• unités de traitement ;

• interfaces, supports de ces fonctions.

Mais cette caractérisation s'avère cependant insuffisante dans la mesure où certains systèmes n'offrent pas un bouclage complet de ces quatre fonctions (systèmes dits mécatroniques), ou bien que les éléments physiques (capteurs, actionneurs) présentent des limitations (système avec un degré de couplage faible), ou encore que les quatre fonctions sont présentes, avec un couplage entre les éléments physiques de ces quatre fonctions mais avec une prise...