MÉCANISMES DÉPLOYABLES

Parmi la multitude de mécanismes déployables actuellement sur le marché, le plus célèbre est sans aucun doute la sphère de Hoberman. Ce mécanisme, utilisé principalement comme jouet, permet de s'agrandir de 24 à 75 cm (9,5 à 30 pouces), augmentant ainsi son volume de plus de 30 fois.

Fig. 1 : Sphère de Hoberman utilisé comme jouet.

Les mécanismes déployables n'ont pas tous le même type de fonctionnement, conférant alors des avantages et des inconvénients différents à chacun d'eux. Plusieurs mécanismes déployables ont ainsi été développés au laboratoire. Les principales particularités étant que :

les mécanismes ne possèdent qu'un seul degré de liberté ;
les mécanismes conservent toujours leur forme géométrique ;
les mécanismes ont toujours un centre vide ;
les mécanismes sont construits à partir des cinq solides de Platon.

Fig. 2 : Les cinq solides de Platon : tétraèdre (pyramide), hexaèdre (cube), octaèdre, dodécaèdre et icosaèdre Le nom de chaque solide vient du nombre de ses faces: respectivement 4, 6, 8, 12 et 20.

La conception s'est effectuée en portant une attention particulière aux interférences mécaniques, qui ont été éliminées, et à l'optimisaiton du mécanisme en fonction de son rapport de contraction.

Un exemple de mécanisme déployable est illustré ci-dessous. Il s'agit du tétraèdre. Tel qu'illustré, le centre du mécanisme est toujours vide, peu importe la position d'élongation. De plus, la forme géométrique de chacune des faces, des triangles dans ce cas-ci, est toujours conservée si on relie les différents sommets entre eux, avec une toile par exemple. Finalement, il est à remarquer que le mécanisme n'a besoin que d'un seul moteur pour s'allonger et se rétracter. Un seul des polygones mobiles situés sur chacune des faces à besoin d'être actionnés. Les autres faces suivent automatiquement le mouvement grâce à l'architecture du système.

Fig. 3 : Modèle CAO et simulation du tétraèdre déployable.

Des prototypes ont également été réalisés grâce au prototypage rapide. La figure ci-dessous illustre celui du cube, qui avec un facteur d'expansion de 2,8, augmente son volume de près de 22 fois. De plus, le facteur d'expansion peut aisément être augmenté en ajoutant un ou plusieurs parallélogrammes supplémentaires sur les faces.

Fig. 4 : Prototype du cube déployable.

Les mécanismes déployables peuvent être utilisés dans plusieurs applications, notamment les antennes de systèmes spatiaux, les structures en dôme, les abris temporaires portables et les présentoirs d'exposition.