Développement d'une électronique embarquée et d'une IHM pour prises de vue automatiques par un drone

Contexte : le projet drone est un projet étudiant mené sur 3 ans par chaque promotion mécatronique de l'INSA Strasbourg ; 4h/ semaine + heures supplémentaires en dehors, l’objectif étant de participer à un concours de la DGA (2009).

Responsabilités : mon travail concernait la prise de vues aériennes automatisées à bord du drone. Prise en charge complète du système (conception carte électronique, programmation électronique embarquée, programmation logiciel, mise au point). Résultats : électronique embarquée fonctionnelle, logiciel fonctionnel, tests réalisés avec succès au sol (via liaison sans fil) entre la partie logiciel et électronique embarquée

Liste des tâches:

Conception / pré-tests sour Proteus ISIS/ARES, réalisation, tests de cartes électroniques intégrant GPS,

EEPROM, PIC/DSPIC, appareil photo (FlyCamOne), Xbee (module sans fil) pour prises de photos semi-

automatisées

Utilisation des protocoles USART, SPI, I2C

Harmonisation des choix de composants électroniques au sein de la promotion

Conception d’un logiciel en C++ (bibliothèque SDL) : interface homme machine pour contrôle des prises

de photo semi-automatique / automatique du drone, communication en temps réel (port série, Xbee)

Rédaction de documents de synthèses

Communication sur l’avancement du projet (rédaction de documents, présentations en allemand et anglais)

Conception d’un outil de préparation d’aiguilles de microinjection

Contexte : L'EMBL est un groupement de laboratoires européens de 1400 personnes, avec un centre principal à Heidelberg (Allemagne). Le département Core Facilities supporte les activités des chercheurs en leur donnant accès ou en développant des équipements de pointe. Une équipe de ce département travaille depuis 2008 sur une machine automatisant un procédé de microinjection dans des embryons de drosophile.

Responsabilités : Mon travail consistait à étudier l’industrialisation de la machine. Dans cet objectif, un problème clef concernait les aiguilles fournies par le fabricant, qui n’étaient pas uniformes et fournissaient des résultats de microinjection très différents.

Résultats : conception, fabrication et mise au point d’une machine d’uniformisation des aiguilles à une échelle micrométrique.

Liste des tâches :

Tests à une échelle micrométrique (détermination paramètres d’injection optimum, détermination des

conditions d’ouverture et biseautage optimales des aiguilles)

Mise au point, conception d’un microscope sur-mesure (50x)

Conception et mise au point d’une machine (ProEngineer) intégrant actionneurs (piezo, moteur CC),

caméras CCD

Conception et mise au point d’une IHM (Labview) intégrant un traitement d’images automatique

Contribution à une conception appropriée de robots médicaux - vers une démarche mécatronique

Contexte : l’équipe robotique du laboratoire PRISME de l’Université d’Orléans développe des robots de télé-échographie depuis environ 20 ans ; il s’agit de structures mécaniques de type sérielle, avec certains avantages et inconvénients par rapport à d’autres architectures (compacité/performances cinématiques).

Responsabilités : arrivant à la limite des améliorations possibles de ces robots, ma thèse avait pour but d'aller au-delà.

Résultats : j’ai proposé d’adopter une démarche différente de la conception classique avec une approche plus « mécatronique », avec deux cas d’étude. Un premier cas d'étude (télé-échographie) a fourni un retour positif sur la démarche. Un second robot (chirurgie de mini-invasive) a permis d’aboutir à des résultats importants.

Liste des tâches:

Modélisation mathématique de structures robotiques parallèles / sérielles

Optimisation de structures robotiques sur Matlab (méthode basée gradient, algorithmes génétiques) :

recherche de la compacité optimale, optimisation des performances cinématiques et statiques (choix de

motoréducteurs appropriés)

Participation à la conception sur logiciel CAO d’un robot parallèle (Catia V5)

Simulation numérique de robot parallèle sur Catia V5

Etat de l’art, veille technologique sur la conception de robots médicaux : recherche bibliographique, lecture

d’articles

Communication sur l’avancement du projet (présentations, articles)

Développement d'un fauteuil roulant motorisé pour la plage

Contexte : ABMI est un groupe français de consultants principalement, 3 centre R&D (Guyancourt, Lyon, Le Mans), 1 BE à Guyancourt, 700 collaborateurs, 50 M€ chiffre d’affaire ; faisabilité, conception, fabrication, industrialisation (BE, département R&D, consultants) ; exemples : machine Nespresso, SteamOne (défroisseur vertical), DVine, ABMI étant impliqué sur les 4 étapes. En partenariat avec la société MAGELAN, le pôle innovation du groupe ABMI de Guyancourt a travaillé en 2012 à l’étude d’un fauteuil roulant motorisé de plage innovant, possédant des roues motorisées indépendantes étanches.

Responsabilités : Mon travail consistait à réaliser l’électronique embarquée du fauteuil roulant; par la suite, je suis devenu le responsable du projet, en charge des aspects électroniques, mécaniques et thermiques.

Résultats : électronique embarquée fonctionnelle (partie commande)

Liste des tâches:

Structuration des activités R&D : mise en place d’une méthodologie de développement cycle en V, rédaction

du besoin projet, rédaction des spécifications fonctionnelles

Encadrement de stagiaires, d’ingénieurs et techniciens, coordination d’équipe

Contact fournisseurs, sous-traitants pour devis sur électronique (Battery Management System en particulier),

mécanique et thermique

Benchmark : étude de produits concurrents

Rédaction de brevet

Planification, reporting

Suivi qualité développement de pacemakers (partie hardware et software)

Contexte : la société fait partie des 5 entreprises au monde à développer des pacemakers et défibrillateurs. Microport CRM (ex Sorin) est une franchise commerciale de MicroPort créée en 2018 qui a son siège social à Clamart, en France, avec des équipes de R&D et des installations de fabrication de pointe situées à travers le monde en Europe, Chine et États-Unis. Responsabilités : mon travail consistait à veiller à la conformité des activités de développement des pacemakers et des logiciels moniteurs des hôpitaux avec le système qualité. Tout le processus de développement est bâti dans une logique de développement type cycle en V : à partir des spécifications clients (principalement médicales) et pays (normatives) qui sont des exigences haut-niveaux, découlent des spécifications plus bas-niveaux, par département (clinique, r&d, industrialisation, marketing, achat, qualité). Ces spécifications bas-niveaux sont les points d’entrée à des développements internes propres à chaque département.

Par exemple : pour la r&d il s’agit de la conception-fabrication-mise au point de produits-prototypes, pour le département qualité d’un système qualité répondant aux normes du pays…etc.

Dans le médical, pour ce type de dispositif (DMIA), la réglementation impose d’avoir deux processus de certifications différents : un pour la partie hardware munie de son firmware (classe III), et un autre pour la partie software (classe III), logiciel des moniteurs hôpitaux. Vu la classe du dispositif, la certification passe par la relecture d’un dossier fourni par l’entreprise à l’organisme notifié (GMED), relecture qui dure environ 6 mois pour un DMIA. Le dossier contient toute la correspondance entre les exigences médicales / normatives avec les résultats de qualification produits (hardware ou software) / machine, les études cliniques…etc.

Les processus de qualification hardware et software sont imbriqués : Le développement des logiciels moniteurs se concluait par une qualification système. Cette qualification

consistait à vérifier le bon comportement des fonctions logicielles moniteurs avec le firmware de chaque version d’appareil développée par Sorin ainsi qu’avec les versions en cours de développement. Cela pouvait concerner aussi la vérification des fonctionnalités du firmware après sa mise à jour par le logiciel moniteur. Une fois cette qualification validée, le dossier était finalisé pour soumission à l’ON.

Les nouvelles versions de pacemakers / défibrillateurs nécessitant des nouvelles versions de logiciels moniteurs, il était important de s’assurer que les release logicielles moniteurs étaient correctement déployées dans les hôpitaux, dans chaque pays concerné, avant lancement commercial des pacemakers / défibrillateurs

Liste de mes tâches:

Soutien aux activités de conception et développement sur les

procédures du système qualité (issues des normes ISO13485 et 21CFR)

Suivi / participation à la résolution des problèmes de conception et de

développement multisite (groupe franco-italien) : reporting, coordination, mise en place de plans d’action

sous contraintes des procédures qualité (exemple : synchroniser lancement logiciel et pacemaker en

respectant les contraintes réglementaires)

Travail en équipe projet (réunions hebdomadaires) constituée de représentants marketing, réglementaire,

industriel, R&D et clinique

Participation à la constitution de dossiers de soumission GMED pour lancement appareil (modifications

d’analyses de risque / manuels)

Participation à des audits internes

Relecture des documents de travail traçant les activités de développement produit : spécifications

fonctionnelles, plans de tests, qualification d’installation, qualifications machines

Développement d'un capteur fines particules (PM2.5 et PM10) pour l'automobile

Contexte : Valeo est un équipementier automobile qui travaille en relation avec de nombreux constructeurs automobiles. Ces derniers cherchent à intégrer une mesure de pollution aux fines particules pour sécuriser l’habitacle automobile, purifier l’air et rassurer l’utilisateur. Pour répondre à cette demande, le département qualité de l’air de Valeo la Verrière, constitué de 3 personnes, a lancé le développement d’un capteur de mesure de la qualité de l’air en 2016.

Responsabilités : à mon arrivée, aucun produit n'existait dans le monde automobile, mis à part 1 capteur développé par un constructeur chinois de voitures de luxe ; j’ai été recruté en tant qu’ingénieur produit pour trouver une solution technologique répondant aux spécifications du monde automobile

Résultats : mes études et tests ont mené à la mise en place d'un partenariat avec le groupe TERA qui possède une expertise dans le développement de système d’analyse de l’air. TERA a développé un capteur qui est maintenant proposé par Valeo aux constructeurs. L’équipe qualité de l’air est maintenant composée de 18 personnes pour répondre en particulier aux évolutions de ce produit ainsi qu’au développement de nouveaux produits (purificateur d’air, détecteur de gaz…etc.)

Liste de mes tâches:

Travail sur démonstrateur automobile : modifications de maquettes (électronique, mécanique), réalisation

de plans de tests, simulations avec Scilab / Arduino (programmation de carte) pour analyse de pollution

particulaire

Etat de l’art sur la mesure de pollution : recherche bibliographique, étude de la propriété intellectuelle

(recherche et rédaction brevets), lecture d’articles, rédaction de documents de synthèse

Structuration de l’activité R&D en interne: analyse fonctionnelle, méthode FAST, planification des

activités, coordination des activités R&D

Benchmark : étude de brevets, étude de produits concurrents (démontage, étude des caractéristiques

composants)

Recherche d’expertises, de partenaires extérieures (contact laboratoire, réunions, présentations besoins),

rédaction de spécifications pour banc d’essai, rédaction de spécifications techniques pour contraintes

automobile

Communication sur l’avancement du projet (rédaction de documents, présentations type revue de

conception)

Sélection d'un sous-traitant (TERA) après revue des différentes possibilités de développement,

participation à la mise en place d'un partenariat et d'un co-développement

Développement de machines de stockage automatisées de produits pour l'optique

Contexte : RAX Solutions, filiale du groupe Pharmed, est une société basée à Monaco, initialement distributrice et installatrice de machines dans le domaine du stockage automatisé pour les pharmacies (robots de stockage). La société compte environ 30 personnes (~8 commerciaux, un département technique de 5 personnes et un département R&D de 4 personnes). Le département R&D de la société a été créé en 2015 pour permettre à RAX d'aborder de nouveaux marchés en proposant des machines innovantes dédiées au stockage de produits particuliers: enveloppes de lentilles finies, blister de lentilles de contact. Dans ce contexte, j'ai été recruté en 2016 comme Ingénieur R&D Mécanique pour participer au développement de ces machines.

Responsabilités : mon travail consistait à étudier le pré-conditionnement de ces enveloppes (définition de concepts technologiques, tests), de rédiger cahier des charges et de suivre le développement de la machine auprès d’un sous-traitant. J’ai également pris en main toute la partie certification CE de cette machine ainsi que d’une autre.

Résultats : installation et mise au point avec succès de ces deux machines chez Itallenti (Italie).

Liste de mes tâches:

Recherche de concepts technologiques (prototype, tests)

Gestion fournisseur: rédaction cahier des charges, suivi planning

Prise en charge complète certification CE: rédaction analyse des risques, manuels

Participation à l'installation sur site (Italie)

Dimensionnement d'actionneurs, suivi conception

Conception, développement de machines spéciales pour différents domaines

Contexte : ASM est une entreprise travaillant dans la conception de « Machines Spéciales »: les machines de production robotisées, automatiques ou semi-automatiques sur mesure. La société (BE + atelier de montage) est implantée à côté de Nice et à Aix, avec une antenne commerciale à Lyon. Au total, il y a environ 20 personnes : 2 commerciaux, 1 responsable BE, 5 projeteurs / ingénieurs mécaniques, 5 automaticiens, 4 monteurs mécaniques, 2 électriciens.

Responsabilités : j'ai été recruté en tant qu'Ingénieur Mécanique / Chef de projet dans le bureau d'étude de Sophia Antipolis, à côté de Nice, pour mener et participer à la conception de machines spéciales.

Résultats : au total, de 2018 à début 2021, j'ai pu participer à la conception de près ou de loin d'environ 12 machines, toutes installées chez les clients d’ASM.

Exemple : conception d'un machine d'assemblage de produit automobile

Exemple : conception d'un banc de test pour la parfumerie

Exemple : conception d'une machine de découpe de pulvérisateur

Exemple : conception d'une machine de dosage de produit fin

Exemple : conception et intégration d’une structure robotique

Liste de mes tâches:

Gestion de projet: prise en main cahier des charges, suivi lignes de budget lors des différentes phases de

conception, rédaction offres client, chiffrage général, travail en interaction avec les différents corps de

métier (électrique, automatisme, montage)

Conception mécanique: pré-étude, étude, conception, mises en plan détaillées

Rédaction technique: analyse des risques, manuel