Actionneur à base de polymères conducteurs présentant une déformation linéaire à l’air et compatible avec un environnement spatial

Ces travaux de these s’interessent a la conception et a la mise en forme d’actionneurs a base de polymeres conducteurs electroniques dans l’optique d’un actionnement lineaire a l’air pour une application spatiale. Actuellement, et alors que certaines problematiques recurrentes de legerete, de flexibilite et de robustesse peuvent etre resolues par ces actionneurs, des limitations restreignent encore leurs utilisations dans un environnement spatial pour une deformation lineaire.En premier lieu, nos materiaux composes de reseaux interpenetres de polymeres (RIP) poly (oxyde d’ethylene) (PEO), caoutchouc nitrile (NBR) et de polymere conducteur electronique (PCE) (poly (3,4-ethylenedioxythiophene)) (PEDOT) sont decrits et les differentes caracterisations mecaniques, microscopiques et electrochimiques traditionnelles sont expliquees. Des caracterisations plus specifiques a un actionnement lineaire ont egalement ete developpees.Une etude sur la compatibilite d’actionneurs a base de RIP NBR/PEO et de PEDOT avec un environnement spatial a ete realisee en partenariat avec le CNES. Les conditions auxquelles les echantillons ont ete exposes pour simuler un environnement spatial sont des variations de temperatures importantes, un vide pousse et des radiations gamma. Cette etude a ete realisee sur des actionneurs classiques dont la synthese et les methodes de caracterisation sont maitrisees.Par la suite, nous nous sommes interesse a la conception d’un actionneur base sur les memes composants qu’un actionneur classique mais permettant une deformation lineaire. Pour cela, un modele electromecanique a ete elabore en collaboration avec le Pr J. Madden (Vancouver, Canada). Ce modele permet de determiner une geometrie adaptee a un actionnement lineaire et d’en optimiser les performances. Un prototype d’actionneur lineaire a donc ete synthetise sur la base de ce modele.Enfin, la derniere partie a ete dediee a une amelioration des performances de l’actionneur en modifiant la voie de synthese du PCE. L’electropolymerisation permet en effet de controler le type de PCE depose, sa morphologie ou encore sa quantite. Differents actionneurs a geometrie classique ont alors ete realises avec du PEDOT electrochimique puis caracterises. Ces actionneurs ont ensuite ete considere comme candidat potentiel pour constituer une ou plusieurs electrodes de l’actionneur lineaire.