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Fiche descriptive
Modélisation, simulation et mise en œuvre d'un système de récupération d'énergie : application à un amortisseur semi-actif autonome (Document en Français)
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Modalités de diffusion de la thèse :
Modalités de diffusion de la thèse :
Auteur : Lafarge Barbara
Date de soutenance : 22-06-2018
Directeur(s) de thèse : Delebarre Christophe
- Grondel Sébastien
- Curea Octavian
Président du jury : Thomas Olivier
Membres du jury : Delebarre Christophe
- Grondel Sébastien
- Curea Octavian
- Hacala Amélie
- Feuillard Guy
- Richard Claude
Rapporteurs : Feuillard Guy
- Richard Claude
Laboratoire : Département Opto-Acousto-Electronique de l'IEMN - IEMN-DOAE
Ecole doctorale : Sciences pour l'ingénieur (SPI)
Lafarge, Barbara
Nom
Lafarge
Prénom
Barbara
Nationalité
Français
Date de soutenance : 22-06-2018
Directeur(s) de thèse : Delebarre Christophe
Delebarre, Christophe
Nom
Delebarre
Prénom
Christophe
Grondel, Sébastien
Nom
Grondel
Prénom
Sébastien
Curea, Octavian
Nom
Curea
Prénom
Octavian
Président du jury : Thomas Olivier
Thomas, Olivier
Nom
Thomas
Prénom
Olivier
Membres du jury : Delebarre Christophe
Delebarre, Christophe
Nom
Delebarre
Prénom
Christophe
Grondel, Sébastien
Nom
Grondel
Prénom
Sébastien
Curea, Octavian
Nom
Curea
Prénom
Octavian
Hacala, Amélie
Nom
Hacala
Prénom
Amélie
Feuillard, Guy
Nom
Feuillard
Prénom
Guy
Richard, Claude
Nom
Richard
Prénom
Claude
Rapporteurs : Feuillard Guy
Feuillard, Guy
Nom
Feuillard
Prénom
Guy
Richard, Claude
Nom
Richard
Prénom
Claude
Laboratoire : Département Opto-Acousto-Electronique de l'IEMN - IEMN-DOAE
Ecole doctorale : Sciences pour l'ingénieur (SPI)
Discipline : Électronique. Micro et nano technologie
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés : Récupération d’énergieAmortisseur automobileRécupérateur d’énergie piézoélectriqueRécupérateur d’énergie électromagnétiqueModèle Bond Graph
Automobiles -- Ressorts et suspension -- Thèses et écrits académiquesMatériaux piézoélectriques -- Thèses et écrits académiquesÉnergie -- Stockage -- Thèses et écrits académiques
Résumé : Ce travail est consacré à l’étude et à la mise au point de récupérateurs d’énergie intégrés à une suspension automobile afin par exemple d’alimenter soit un microcontrôleur, soit des capteurs, soit de réaliser le contrôle santé des pièces ou encore de rendre l’amortisseur au sein d’une suspension d’un véhicule semi-actif autonome en fonction du niveau d’énergie disponible. Compte tenu des types de déplacement disponible dans la suspension, il est naturel de s’orienter vers des techniques électromagnétiques pour la récupération d’énergie liée aux grands déplacements et vers des techniques piézoélectriques pour les vibrations. L’utilisation de tels systèmes s’avère cependant complexe et un certain nombre de points techniques doivent être résolus pour les mettre en œuvre. En premier lieu, une parfaite connaissance des techniques de conversion piézoélectrique et électromagnétique est nécessaire. Dans ce but, le langage Bond Graph est utilisé et appliqué avec succès sur l’ensemble du système de suspension ainsi que sur les récupérateurs d’énergie en raison de sa capacité à traduire les effets physiques et les échanges énergétiques au sein de systèmes multiphysiques. D’autre part, des confrontations simulation/expérience sont réalisées en laboratoire sur chacun des récupérateurs d’énergie piézoélectrique et électromagnétique, afin de s’assurer du bon fonctionnement de ces systèmes lors de leurs intégrations dans un véhicule réel. Ainsi, des défauts de nature différente comme la force magnétique déformant le mouvement de translation de l’amortisseur, la mauvaise conduction des lignes de champ magnétique ou les endommagements du matériau piézoélectrique lors d’essais répétés, sont analysés dans les premiers démonstrateurs afin d'être ensuite corrigés. Enfin, un modèle global de suspension automobile intégrant simultanément les deux sous-systèmes de récupération d’énergie est étudié. Afin de compléter cette analyse, une modélisation du circuit de restitution et du stockage d’énergie est également proposée et permet une étude qualitative et quantitative des performances des systèmes de récupération d’énergie piézoélectrique et électromagnétique. Les résultats issus de ces modèles sont exploités dans le but de concevoir des récupérateurs d’énergie s’adaptant au mieux au domaine de l'automobile. Pour conclure, des tests sur route avec le récupérateur d’énergie piézoélectrique démontrent la validité de l’analyse théorique et la faisabilité des techniques développées.
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés : Récupération d’énergieAmortisseur automobileRécupérateur d’énergie piézoélectriqueRécupérateur d’énergie électromagnétiqueModèle Bond Graph
Automobiles -- Ressorts et suspension -- Thèses et écrits académiquesMatériaux piézoélectriques -- Thèses et écrits académiquesÉnergie -- Stockage -- Thèses et écrits académiques
Résumé : Ce travail est consacré à l’étude et à la mise au point de récupérateurs d’énergie intégrés à une suspension automobile afin par exemple d’alimenter soit un microcontrôleur, soit des capteurs, soit de réaliser le contrôle santé des pièces ou encore de rendre l’amortisseur au sein d’une suspension d’un véhicule semi-actif autonome en fonction du niveau d’énergie disponible. Compte tenu des types de déplacement disponible dans la suspension, il est naturel de s’orienter vers des techniques électromagnétiques pour la récupération d’énergie liée aux grands déplacements et vers des techniques piézoélectriques pour les vibrations. L’utilisation de tels systèmes s’avère cependant complexe et un certain nombre de points techniques doivent être résolus pour les mettre en œuvre. En premier lieu, une parfaite connaissance des techniques de conversion piézoélectrique et électromagnétique est nécessaire. Dans ce but, le langage Bond Graph est utilisé et appliqué avec succès sur l’ensemble du système de suspension ainsi que sur les récupérateurs d’énergie en raison de sa capacité à traduire les effets physiques et les échanges énergétiques au sein de systèmes multiphysiques. D’autre part, des confrontations simulation/expérience sont réalisées en laboratoire sur chacun des récupérateurs d’énergie piézoélectrique et électromagnétique, afin de s’assurer du bon fonctionnement de ces systèmes lors de leurs intégrations dans un véhicule réel. Ainsi, des défauts de nature différente comme la force magnétique déformant le mouvement de translation de l’amortisseur, la mauvaise conduction des lignes de champ magnétique ou les endommagements du matériau piézoélectrique lors d’essais répétés, sont analysés dans les premiers démonstrateurs afin d'être ensuite corrigés. Enfin, un modèle global de suspension automobile intégrant simultanément les deux sous-systèmes de récupération d’énergie est étudié. Afin de compléter cette analyse, une modélisation du circuit de restitution et du stockage d’énergie est également proposée et permet une étude qualitative et quantitative des performances des systèmes de récupération d’énergie piézoélectrique et électromagnétique. Les résultats issus de ces modèles sont exploités dans le but de concevoir des récupérateurs d’énergie s’adaptant au mieux au domaine de l'automobile. Pour conclure, des tests sur route avec le récupérateur d’énergie piézoélectrique démontrent la validité de l’analyse théorique et la faisabilité des techniques développées.
Type de contenu : Texte
Format : PDF
Format : PDF
Identifiant : uvhc-ori-oai-wf-1-2541
Type de ressource : Thèse
Type de ressource : Thèse