Thèses soutenues en 2015

Thèse 1 : Algorithmes et architecture pour la commande et le diagnostic de systèmes critiques de vol

Thèse en électronique de l’Université de Bordeaux, soutenue le 29 janvier 2015 à l’Université de Bordeaux

Direction de thèse

Franck CAZAURANG, Professeur, Université de Bordeaux, Directeur de thèse
Bruno BLUTEAU, ESTIA-Recherche, co-directeur de thèse

Résumé

Dans le cadre de cette étude, une architecture calculateur pour la commande et la surveillance d’actionneurs moteur et de surfaces de vol est proposée et a fait l’objet d’un brevet. Pour garantir ces mesures de sûreté, les redondances à base de modèles dynamiques présentent un atout majeur pour les calculateurs car elles permettent dans certains cas de maintenir les exigences d’intégrité et de disponibilité tout en réduisant le nombre de capteurs ou d’actionneurs. Les propriétés de platitude différentielle et la linéarisation par difféomorphisme et bouclage endogène permettent d’utiliser des modèles linéaires équivalents avec les générateurs de résidus. Un banc d’essai a été conçu afin de valider les performances des algorithmes de diagnostic.

Mots-clés

Diagnostic ; inversion dynamique ; platitude différentielle ; systèmes critiques de vol.

Financement

Cette thèse a été financée par un contrat CIFRE avec la société Thalès (projet Syrena).

Thèse 2 : Conception d’une architecture robuste pour l’acquisition de grandeurs physiques dans un système aéronautique critique

Thèse en électronique de l’Université de Bordeaux, soutenue le 3 avril 2015 à l’ESTIA

Application à la mesure de température, pression, couple et vitesse d’une turbine.

Direction de thèse

Pascal FOUILLAT, Professeur, Université de Bordeaux, directeur
Renaud BRIAND et Guillaume TERRASSON, ESTIA-Recherche, co-directeurs

Résumé

L’acquisition de paramètres physiques tels que la température, la pression, le couple et la vitesse est nécessaire aux systèmes aéronautiques critiques afin d’atteindre et d’assurer les performances requises de disponibilité et de sécurité de fonctionnement. L’objectif des travaux présentés dans ce mémoire est de proposer une nouvelle architecture de chaîne d’acquisition de grandeurs physiques pour être intégrée à un système aéronautique critique. Le but de cette architecture est d’améliorer l’intégrité des données mesurées tout en maintenant leur disponibilité et le niveau de sûreté de fonctionnement propre aux systèmes aéronautiques de haute criticité. La solution se déploie sous la forme d’une amélioration de la tolérance aux défauts de la chaîne de traitement du signal issu du capteur.

Mots-clés

Capteur intelligent ; SWaP ; Algorithmes génétiques ; Aéronautique ; Système critique ; Sûreté de fonctionnement ; Intégrité ; Disponibilité ; Tolérance aux défauts ; Architecture.

Financement

Cette thèse a été financée par un contrat CIFRE avec la société Thalès (projet Syrena).

Thèse 3 : Développement d’algorithmes de réduction de modèles pour l’optimisation du procédé PFR

Thèse en mécanique de l’Université Technologique de Compiègne soutenue le 8 avril 2015 à l’ESTIA

Direction de thèse

Pierre VILLON , Professeur, UTC, directeur
Pierre JOYOT, Professeur Associé HDR, ESTIA, co-directeur

Résumé

La réalisation par des procédés robotisés de pièces composites à destination, notamment, de l’aéronautique vise à en augmenter la productivité. Cependant le Placement de Fibres Robotisé (PFR) est encore en phase de maturation et requiert de nombreux développements, en particulier dans le cas des composites à matrice thermoplastique ou à fibre sèche. Dans cette thèse, nous proposons différents outils qui permettent in fine de déterminer à l’avance la meilleure puissance de chauffe pour la mise en oeuvre de ces composites.La difficulté réside dans le fait que cette puissance dépend de nombreux paramètres, non seulement au niveau de la matière utilisée (densité, chaleur spécifique), mais encore au niveau du procédé lui-même (vitesse de déplacement, nombre et orientation des plis). Nous avons construit un modèle rÃlduit multi-paramétrique en utilisant la technique appelée Proper Generalised Decomposition (PGD). Les résultats ont été confrontés à ceux obtenus par des méthodes plus conventionnelles et aussi à des données expérimentales.

Mots-clés

Simulation numérique, Réduction de modèles, PGD, Matériaux composites, Modèle paramétré.

Financement

Cette thèse a été financée par le FUI et Akira Technologies (projet Impala).

Thèse 4 : Visualisation d’information pour une décision informée en exploration d’espace de conception par shopping

En Génie industriel de l’École Centrale-Supelec, soutenue le 10 juillet 2015 à l’ESTIA

Direction de thèse

Bernard YANNOU, Professeur, Centrale-Supelec, directeur
Stéphanie MINEL, Professeur-Associée, ESTIA, co-directrice

Résumé

Lors de l’exploration d’espace de conception, la simulation d’un grand nombre d’alternatives de conception peuvent conduire à la surcharge d’information quand il s’agit de choisir une bonne solution de conception. Cette exploration d’espace de conception s’apparente à une méthode d’optimisation en conception multi-critère, mais en mode manuel pour lequel sont employés des outils appropriés à la visualisation de données multidimensionnelle. Le concepteur suit un processus en trois phases -découverte, optimisation, sélection - selon un paradigme dit de Design by Shopping. Le fait de "parcourir" l’espace de conception permet de gagner en intuition sur les sous-espaces de solutions faisables et infaisables et sur les solutions offrant de bons compromis. Le concepteur apprend au cours de ces manipulations graphiques de données. La sélection d’une solution optimale se fait donc sur la base d’une décision dite informée.

Mots-clés

Design by Shopping, Décision informée, Optimisation en conception multi-critère, Visualisation d’information, Représentation graphique multidimensionnelle

Financement

Cette thèse a été financée par Département des Pyrénées-Atlantiques.

Thèse 5 : Accompagner la maturation des concepts au sein des processus d’éco-innovation

Thèse en Automatique, Productique, Signal et Image, Ingénierie Cognitique, soutenue le 13 novembre 2015 à l’Université de Bordeaux

Accompagner la maturation des concepts au sein des processus d’éco-innovation : proposition de la méthode MIRAS, pour aider à surmonter les fixations collectives et explorer les réseaux de parties prenantes.

Direction de thèse

Jérémy Legardeur, Professeur, ESTIA, directeur,
Dominique Millet, Professeur, Université de Toulon,
Iban Lizarralde, Professeur Associé, ESTIA, co-directeurs

Résumé

Dans une démarche d’éco-innovation, les entreprises cherchent à inventer et mettre en oeuvre de nouvelles activités plus durables parfois en rupture avec leurs pratiques existantes, et qui entraînent des changements plus ou moins importants au sein de leurs offres, de leur business model, et parfois sur l’ensemble de leurs écosystèmes. Confrontée à de tels enjeux et des dynamiques associées souvent complexes de par leur nature parfois techniques, économiques, sociales, juridiques, politiques, l’entreprise et les parties prenantes du projet en émergence semblent ne pas toujours réussir à suffisamment s’écarter consciemment des cadres cognitifs existants pour explorer des alternatives en adéquation avec les ambitions initiales d’un projet d’éco-innovation. Ainsi, les trajectoires empruntées par ces projets sont susceptibles d’entraîner par exemple une dilution des valeurs environnementales et sociales ou de provoquer l’abandon de projets par un manque de considération des dimensions techniques ou économiques.

Mots-clés

Eco-innovation, Accompagnement, Fixation collective, Réseau de parties prenantes, Maturation des idées, Eco-conception.

Thèse 6 : Visualisation d’information pour une décision informée en exploration d’espace de conception par shopping

Thèse en électronique de l’Université de Bordeaux, soutenue le 9 décembre 2015 à l’ESTIA

Direction de thèse

Xavier Fischer, Professeur, ESTIA, directeur
Céline MORIN, Professeure, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, co-directrice

Résumé

La montée en puissance des techniques numériques fondées sur les méthodes par éléments finis laisse penser que tout est simulable facilement. Il n’en est rien : la simulation du comportement de balayage dans un moteur diesel 2 temps confronte les ingénieurs à des difficultés d’ordre numérique, et à des temps de calcul importants. De plus, les modèles déployés sont spécialisés et ne permettent en aucun cas de représenter le comportement d’une famille de configurations. Pour s’affranchir de ces problématiques, on peut constituer des modèles numériques réduits, qui permettent : de réduire de façon notable les temps de calculs, de disposer de modèles génériques adaptés à la caractérisation du comportement de familles de configurations, et d’absoudre les ingénieurs des problématiques de traitement numérique.

Mots-clés

Meta-modélisation réduite, Modèle neuro-séparé, Aide à la décision en conception, Simulation rapide par krigeage, Optimisation libre, Moteur diesel 2 temps, Comportement de balayage, Approche multi-critère et multi-physique.

Thèse 7 : Étude d’un système hybride pile à combustible / micro-turbine dans un contexte micro-réseau rural isolé

: thèse en génie électrique de l’Université de Bordeaux, soutenue le 10 décembre 2015 à l’ESTIA

Direction de thèse

Jean-Michel VINASSA, Professeur, Université de Bordeaux, directeur
Ionel VECHIU, Professeur, ESTIA, co-directeur

Résumé

Les milieux ruraux, souvent distants du réseau électrique principal, sont particulièrement adaptés au déploiement de micro-réseaux. Ce type de réseau permet une restructuration du réseau électrique d’aujourd’hui afin d’intégrer plus efficacement un plus grand nombre des sources d’énergie renouvelable. Le biogaz, obtenu par la méthanisation des déchets agricoles, est une ressource d’énergie renouvelable disponible dans les zones rurales. Cette ressource, facilement stockable en grande quantité, est particulièrement intéressante pour les réseaux faibles. Les sources d’énergies valorisant le biogaz sont plus fiables et moins dépendantes de phénomènes stochastiques comme le vent ou l’éclairement solaire.

Mots-clés

Système hybride, Solide Oxyde Fuel Cell, Microréseau isolé, Convertisseur 3LNPC.

Financement

Cette thèse a été financée par le Projet AGROGAS.