Article de référence | Réf : IN28 v1

Lévitation passive d’aimants permanents : lévitation diamagnétique
Dispositif de caractérisation mécanique pour la microrobotique

Auteur(s) : Mehdi BOUKALLEL, Emmanuel PIAT, Joël ABADIE

Date de publication : 10 mars 2005

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INTRODUCTION

En microrobotique, la mesure de forces issue du monde des objets micrométriques constitue une problématique scientifique à forte dominante. En raison des échelles de travail considérées ainsi que des résolutions de mesure attendues, la conception et la réalisation de capteur de forces performants se heurte à plusieurs difficultés. Solutionner ces problèmes en proposant de nouveaux concepts de réalisation constitue l’un des enjeux actuels du microroboticien.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-in28


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2. Lévitation passive d’aimants permanents : lévitation diamagnétique

Sur un plan pratique, si on considère l’expérience qui consiste à suspendre un aimant permanent dans un champ magnétique créé par un second aimant, on s’apercevra très vite que cela est impossible. Sur un plan théorique, Earnshaw en 1842 a démontré qu’il n’est pas possible d’obtenir un point d’équilibre stable avec une configuration constituée d’éléments qui interagissent avec des forces proportionnellement inverses au carré de la distance. Les forces magnétiques produites par les aimants ont justement cette propriété. Il démontra également que le seul cas de figure permettant d’obtenir un point d’équilibre stable en gardant la même configuration est d’utiliser des matériaux avec une perméabilité relative µr inférieure à l’unité. Dès lors que les matériaux diamagnétiques font partie de cette classe, la lévitation passive d’aimants permanents dans un champ magnétostatique devient possible. Les propriétés des matériaux diamagnétiques font que lorsque ces derniers sont soumis à un champ magnétique extérieur, ils réagissent en créant un champ magnétique contraire. Par conséquent, une force répulsive est produite et ce quelle que soit la direction du champ extérieur appliqué .

Dans les Techniques de l’Ingénieur : Aimants permanents. Matériaux et applications ...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - CHAILLET (N.) -   La microrobotique : Rencontre de la robotique et des microsystèmes  -  . Proc. des Journées Nationales de la Recherche en Robotique-JNRR 99, Montpellier, France, 1999.

  • (2) - GAUTHIER (M.) -   Conception et commande d’un dispositif magnétique de micromanipulation par poussée  -  . Thèse de doctorat, Université de Franche-Comté, 2002.

  • (3) - GAUTHIER (M.), PIAT (E.) -   Biomicromanipulation par poussée  -  . Techniques de l’Ingénieur, [IN 17], traité Analyse et Caractérisation, 2004.

  • (4) - EARNSHAW (S.) -   On the nature of the molecular forces which regulate the constitution of the luminiferous ether  -  . Transactions of Camb. Phil. Soc., 7: 97-112, 1842.

  • (5) - MOSER (R.), SANDTNER (J.), BLEULER (H.) -   Diamagnetic suspension system for small rotors  -  . Journal of Micromechatronics, 1(2): 131-137, 2001.

  • (6)...

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