Dissertations / Theses on the topic 'Vibratory technologies'

Cette thèse consiste en une démarche d'analyse et de développement d'outils visant à améliorer les performances vibratoires d'un Groupe Moto Propulseur d'autobus en interaction avec la structure du véhicule. En effet, pour la RATP, une meilleure qualité de service passe aujourd'hui par un bon niveau de confort pour les passagers dans ses autobus. Une première étape a consisté en l'acquisition de données propres au GMP (centre de gravité et couples dynamiques) à l'aide de mesures expérimentales et de diverses techniques telles que la stéréoscopie. Une seconde étape a permis d'analyser les techniques employées dans l'industrie. Les paramètres mis en jeu ont révélé la nécessité d'inclure les travaux dans un processus de conception. En outre, ces techniques négligent les interactions avec la structure. L'utilisation de la notion de rayon spectral sur un modèle à 12 degrés de liberté, puis sur un modèle éléments finis condensé, a permis de vérifier que le couplage du véhicule avec le GMP était principalement gouverné par les modes de corps rigides mais aussi par ses premiers modes de déformation du véhicule. Ce phénomène se situe dans une bande de basses fréquences sensible pour l'humain mais inférieure à la fréquence d'excitation du ralenti, ce qui peut néanmoins conduire à une amplification des vibrations lors d'excitations dues à la route. Il existe également un couplage faible mais non négligeable dans la bande de fréquence de fonctionnement du moteur. Le rayon spectral a aussi permis la création d'un outil de calcul numérique d'approximation des vibrations dans l'autobus en une durée beaucoup plus rapide qu'avec un modèle complet<br>This thesis is a process of analysis and tools development aiming to improve vibratory performance of the power unit of a city bus, taking into account interactions with the structure of the vehicle. Indeed, for the RATP, a better quality of service means today ensuring the comfort of passengers on its city buses. A first step was the acquisition of specific data from the power unit (centre of gravity and dynamic torques) using experimental measurements and various techniques such as stereoscopy. A second step helped analyze the techniques employed in the industry. The parameters studied revealed the need to include such an analysis in a design process. Moreover, these techniques neglect to deal with the interactions with the structure. The use of a tool called spectral radius on a model with 12 degrees of freedom, then on a condensed finite elements model has helped verify that the coupling of the vehicle with the power unit was mainly driven by rigid body modes but also by the first structural modes of the vehicle. These interactions lie in a band of low frequencies sensitive for humans but lower than the frequency of the power train at idle, which can nonetheless lead to an amplification of vibrations in case of excitations due to road. There is also a low, but not negligible, coupling in the frequency of engine at idle or at speed. The spectral range also led to the creation of a tool for numerical approximation of vibrations on the city bus in a length much faster than with a complete model

Une solution pertinente afin d'alimenter des capteurs isolés consiste à récupérer l'énergie disponible dans leur environnement immédiat. Parmi les sources d'énergie envisageables, notre choix s'est porté sur les vibrations mécaniques ambiantes. Notre contribution porte sur l'étude et la réalisation, par un procédé de fabrication collective, d'un transducteur électrostatique sans électrets en technologie MEMS Silicium. Nous proposons une étude analytique permettant d'optimiser l'efficacité du générateur électrostatique, tout en considérant une limite sur la tension maximale aux bornes du transducteur afin de ne pas endommager le circuit de conditionnement. Le design proposé prend également en compte d'éventuelles variations de l'amplitude des vibrations externes. Le dispositif a été fabriqué au sein de ESIEE Paris et présente un volume total de moins de 100 mm3.Les tests expérimentaux ont montré un comportement fortement non-linéaire de la structure. Nous avons obtenu une conversion d'énergie mécanique en énergie électrique correspondant à une puissance maximale de 2.3 μW à 260 Hz, pour une accélération de 1 g et à une pression de 0.15 Torr, lorsque le système est pré-chargé avec une tension de 10 V. Une fois implémenté dans un circuit de pompe de charge et pour les mêmes conditions d'accélération et de pression, le système peut fonctionner en complète autonomie pendant plus de 500 secondes pendant lesquelles la puissance délivrée varie de 1.4 μW à 940 nW avec une tension de pré-charge de 10.6 V

Une solution pertinente afin d'alimenter des capteurs isolés consiste à récupérer l'énergie disponible dans leur environnement immédiat. Parmi les sources d'énergie envisageables, notre choix s'est porté sur les vibrations mécaniques ambiantes. Notre contribution porte sur l'étude et la réalisation, par un procédé de fabrication collective, d'un transducteur électrostatique sans électrets en technologie MEMS Silicium. Nous proposons une étude analytique permettant d'optimiser l'efficacité du générateur électrostatique, tout en considérant une limite sur la tension maximale aux bornes du transducteur afin de ne pas endommager le circuit de conditionnement. Le design proposé prend également en compte d'éventuelles variations de l'amplitude des vibrations externes. Le dispositif a été fabriqué au sein de ESIEE Paris et présente un volume total de moins de 100 mm3.Les tests expérimentaux ont montré un comportement fortement non-linéaire de la structure. Nous avons obtenu une conversion d'énergie mécanique en énergie électrique correspondant à une puissance maximale de 2.3 μW à 260 Hz, pour une accélération de 1 g et à une pression de 0.15 Torr, lorsque le système est pré-chargé avec une tension de 10 V. Une fois implémenté dans un circuit de pompe de charge et pour les mêmes conditions d'accélération et de pression, le système peut fonctionner en complète autonomie pendant plus de 500 secondes pendant lesquelles la puissance délivrée varie de 1.4 μW à 940 nW avec une tension de pré-charge de 10.6 V<br>A relevant solution to power isolated sensors is to harvest the energy available in their immediate environment. Among the possible sources of energy, our choice was made on ambient mechanical vibrations. We have designed and fabricated a silicon-based and batch-processed MEMS electrostatic transducer which does not use an electret. We present an analytical method to optimize the efficiency of the electrostatic generator, while a voltage limitation on the transducer's terminal is set to prevent any damage in the conditioning electronics. The proposed design also takes into account some possible variations in the amplitude of external vibration. The device was fabricated in ESIEE Paris and its volume is less than 100 mm3. The device was tested experimentally and exhibits a strong non-linear behavior. We obtained a conversion of mechanical energy into electrical energy corresponding to a power of 2.3 μW at 260 Hz, with an acceleration of 1 g and a pressure of 0.15 Torr, when the system is pre-charged with a voltage of10 V. When the device is implemented in a charge pump circuit and under the same parameters of acceleration and pressure, the system can operate in autonomous mode for more than 500 seconds during which the output power varies from 1.4 μW to 940 nW when the pre-charge voltage is 10.6 V

Les SPA sont des moteurs piézoélectriques inertiels amplifiés. Ils fonctionnent en convertissant des vibrations asymétriques en μ-déplacements par frottement, grâce au phénomène d’adhérence-glissement. Ces vibrations et ce frottement soulèvent des problématiques liées à l’usure et au bruit. Pour y répondre, ces travaux étudient les comportements tribologique et vibratoire de ces moteurs. Dans un premier temps, un tribomètre pion-plan, actionné par un SPA, a été développé. Il a permis d’observer, in-situ et en fonctionnement, les débits solides interfaciaux: le 3ème corps. Ces observations directes, couplées à des analyses post-mortem ont permis de décrypter les sollicitations tribologiques et de multiplier par dix la durée de vie des moteurs. Dans un second temps, des analyses numérique et expérimentale ont été proposées afin de mieux appréhender le comportement vibratoire des SPA. Le modèle existant, à constantes localisées, a été modifié en une version hybride, constantes localisées-FEM, plus versatile. Les tests expérimentaux ont permis de déterminer le principal contributeur acoustique et de réduire le niveau de bruit de seize dBA. Finalement, la double approche tribologie/mécanique vibratoire a permis de mieux saisir les subtilités des SPA. Elle a notamment mené au développement de structures innovantes tels qu’un moteur à trois degrés de liberté et deux moteurs rotatifs<br>SPA are amplified piezoelectric inertia motors. They operate by converting asymmetrical vibrations into μ-displacements by means of friction through stick-slip. These vibrations and this friction raise issues related to wear and noise. So, the present work investigates both the tribological and vibratory behaviours of these motors. First, a pin-on-pad tribometer, actuated by a SPA, was developed. It led us to observe, in-situ and in operation, interfacial solid flows: the 3rd body. These direct observations carried out in conjunction with post-mortem analyses resulted in decrypting the tribological solicitations and in increasing by ten the lifetime of the motors. Second, numerical and experimental considerations have been proposed to better grasp the vibratory behaviour of SPA. The existing lumped model was modified to a more versatile hybrid lumped-FEM model. The experimental tests made it possible to determine the main acoustic contributor and to reduce the noise level by sixteen dBA. Finally, this dual - tribology/vibratory - approach provided a better understanding of the SPA intricacies. In particular, it led to develop innovative structures such as a motor with three degrees of freedom and two rotary motors

La société TRAXENS propose une solution innovante permettant le suivi de l'état d'un conteneur (position, température, chocs, etc.). Ce service est basé sur un capteur sans fil appelé TRAXENS-BOX dont la durée de vie doit être étendue avec un volume de batterie limité. La présence d'une quantité d'énergie vibratoire non négligeable dans l'environnement du conteneur multimodal oriente donc vers la récupération d'énergie vibratoire. L'objectif principal de ce travail de thèse est donc d'identifier une solution permettant de récupérer l'énergie vibratoire dans le contexte particulier du conteneur caractérisé notamment par des vibrations verticales, aléatoires et très basses fréquences.On commence donc par introduire un modèle complet de récupérateur d'énergie vibratoire électromagnétique basé sur un oscillateur à un degré de liberté avant d'étudier son comportement lorsqu'il est soumis à des excitations harmoniques puis aléatoires ; on peut alors en déduire des règles de dimensionnement permettant la conception d'un récupérateur d'énergie vibratoire linéaire hautes performances. Le modèle est ensuite utilisé pour prouver l'intérêt de l'introduction d'une non-linéarité de Duffing dans la raideur du récupérateur, notamment sous les vibrations du transport routier. La partie théorique se termine alors par une comparaison mettant en opposition plusieurs configurations de récupérateur dans le cadre de l'application TRAXENS-BOX ; la solution retenue est l'utilisation d'une raideur non-linéaire HSLD (High Static Low Dynamic).On propose ensuite la conception optimisée puis la fabrication d'un démonstrateur linéaire hautes performances qui nous permet de valider les règles de dimensionnement énoncés dans la partie théorique. Enfin, le démonstrateur est modifié de manière à obtenir un comportement HSLD et prouver la faisabilité de ce concept<br>TRAXENS company proposes an innovative solution to enable the monitoring of shipping containers (position, temperature, shocks, etc.). This service is based on a wireless sensor called TRAXENS-BOX whose lifetime must be extended by maintaining a small energy storage volume. In the environment of a shipping container, the presence a non-negligible amount of vibration makes energy harvesting a viable solution. The main objective of this work is to identify the means to scavenge vibration energy in the singular context of shipping container characterized by very low frequency, random and vertical vibration.First, a general electromagnetic vibration energy harvester model based on a single degree of freedom oscillator is introduced before analyzing its behavior when submitted to harmonic and random excitations ; rules to design high performances linear vibration energy harvester are then deduced. Henceforth, the model is used to prove the interest of introducing a Duffing nonlinearity in the harvester stiffness, especially under road induced vibration. The theoretical part ends with performance comparison between several harvester configurations within TRAXENS-BOX context ; the chosen solution is the use of a HSLD (High Static Low Dynamic) stiffness.Then, the design and fabrication of a linear high performances prototype is conducted to validate design rules drawn from the theoretical part. Finally, a HSLD stiffness is added to the prototype to prove the feasibility of this technique

Cette thèse s'inscrit dans le cadre général de la tenue au séisme des cœurs de Réacteurs à Eau Pressurisée (R. E. P. ). Son but est la caractérisation, sous différents environnements (air, eau stagnante et eau sous écoulement), du comportement vibratoire non-linéaire d'un assemblage combustible par une approche expérimentale. Le modèle retenu devra contenir peu de degrés de liberté afin de pouvoir être utilisé dans les calculs d'impacts, de file d'assemblages ou de cœur complet<br>This study is in the scope of Pressurized Water Reactors (P. W. R. ) core response calculations in the field of seismic studies. The aim of this work is to characterize experimentally the PWR fuel assembly non-linear vibratory behavior. The model obtained must be global with a few degree of freedom in order to be integrated in the calculation of the core response to seismic excitation

Cette thèse traite de la synthèse et de la réalisation d’un intégrateur d’ordre non entier borné en fréquence. La réalisation est faite par un réseau constitué d’un faible nombre de cellules capacitives et dissipatives. La première partie de ce mémoire s’attache à développer des méthodes permettant de déterminer les paramètres physiques des éléments du réseau à partir des quatre paramètres de haut niveau qui caractérisent l’intégrateur d’ordre non entier à réaliser. Les spécificités liées à une réalisation en technologie hydropneumatique sont détaillées. Il est montré, dans un contexte d’isolation vibratoire, qu’elles conduisent à des performances remarquables de robustesse du degré de stabilité et de robustesse de la rapidité vis-à-vis des variations de la masse suspendue, et ce, malgré l’existence de non-linéarités. Les non-linéarités sont étudiées à l’aide des séries de Volterra. La seconde partie est consacrée à l’application au secteur de l’automobile des résultats de la première partie. La synthèse et la réalisation d’une suspension CRONE hydractive, suspension multi-états dont le mode souple assure la robustesse du degré de stabilité de la caisse vis-à-vis des variations de la masse suspendue, sont proposées et validées en simulation sur un modèle de véhicule à 14 degrés de liberté<br>The thesis deals with the synthesis and the realisation of a band limited fractional differentiator. The realisation is made thanks to a small number of resistive and capacitive cells (RC cells). The first part of this thesis is about some new methods to compute the physical parameters of the RC cells from the 4 high-level parameters of the band limited fractional differentiator. The specificities of a realisation using hydropneumatic technology are detailed. It is shown that, in vibration isolation, they lead to remarkable performances. The stability degree robustness and the rapidity robustness towards the variation of the sprung mass value are obtained in spite of non- linearities. Volterra serie expansion is used to study the non-linearities. The second part is about the application of the previous results to the automotive field. The design and the realisation of an hydractive CRONE suspension is proposed. An hydractive CRONE suspension is a suspension with several operating modes and which allows to obtain the stability degree robustness. The hydractive CRONE suspension is then test with a 14 degrees of freedom model of a car

Les différentes structures composant les moteurs aéronautiques requièrent des analyses dynamiques afin de prédire leur durée de vie. Pour des raisons d'allègement, les roues aubagées fixes de turbomachines, appelées redresseurs, sont conçus comme des ensembles de secteurs comportant plusieurs aubes. Cette architecture rompt la symétrie cyclique empêchant l'application des méthodes numériques l'exploitant. De plus, les dispersions géométriques et matériaux génèrent un désaccordage involontaire impliquant des zones de forte densité modale, dans lesquelles est observée une amplification de la réponse vibratoire, accrue par le caractère monobloc, et donc peu amorti, des secteurs. Une méthodologie statistique de prédiction du niveau vibratoire d'un secteur de redresseur désaccordé aléatoirement est développée ici. La modélisation des incertitudes est basée sur une approche paramétrique de la théorie probabiliste : des paramètres matériaux aléatoires suivant une loi uniforme sont associés à différentes parties du secteur. Une expansion de Karhunen-Loève permet de réduire le champ stochastique à un petit nombre de variables aléatoires et donc de diminuer les temps de calcul. Les modes stochastiques sont ensuite projetés sur ces espaces aléatoires par le biais de deux méthodes d'interpolation non-intrusives. La première est basée sur une projection sur une base du chaos polynomial tandis que la deuxième est une méthode de régression non-paramétrique (méthode MARS). Afin d'appliquer les deux méthodes de calcul à un modèle industriel, une méthode de double synthèse modale est appliquée permettant de diviser le temps de calcul des modes par un facteur d'environ 300. La sous-structuration adoptée s'adapte à la méthode de modélisation des incertitudes et s'avère robuste vis-à-vis du désaccordage. De plus, les deux méthodes permettent d'obtenir des résultats prédictifs en termes de moments statistiques tout en réduisant les temps de calculs. Enfin, la méthodologie est validée expérimentalement puisque l'enveloppe vibratoire numérique encadre la réponse fréquentielle expérimentale au niveau de la zone des modes d'intérêt. Une stratégie de positionnement des jauges de déformation est proposée à partir d'une distribution statistique des déplacements maximaux à mi-hauteur de veine sur une plage fréquentielle donnée<br>Aircraft engine components necessitate extensive dynamical analyses in order to obtain life cycle prediction. In order to lighten the structure, turbomachinery stator bladed disks, called stator vanes, are designed as a set of multiple blades clusters. This architecture implies a loss of cyclic symmetry condition and prevents the use of numerical methods using it. Moreover, geometric dispersions and materials defaults generate an involuntary mistuning involving high modal density areas, in which is observed an amplification of the vibratory response, enhanced by the monobloc character - and hence low damped - of stator vanes. A statistical methodology for predicting the vibratory level of a randomly mistuned industrial stator vanes is developed here. Uncertainties modelization is based on a parametric approach of the probability theory : material random parameters following a uniform distribution are associated with different cluster's parts. A Karhunen-Loeve expansion reduces the stochastic field to a small number of random variables and therefore reduces the computation time. Stochastic modes are then projected on these random spaces through two non-intrusive methods of interpolation. The first is based on a projection on a polynomial chaos basis while the second is non-parametric regression method (MARS method). In order to implement both numerical methods to an industrial model, a double modal synthesis method is applied to divide the calculation time of modes by a factor around 300. The sub-structuring way adopted fits the uncertainties modelization method and is robust towards mistuning. Moreover, both methods yield predictive results in terms of statistical moments while reducing computation time. Finally, the methodology is experimentally validated because the numerical vibratory envelope frames the experimental frequency response at the area of the modes of interest. A positioning strategy of strain gauges is proposed based on a statistical distribution of the maximum displacements in vein halfway over a given frequency range

Le dimensionnement en fatigue des composants de moteurs d'avions tels que les roues aubagées passe nécessairement par leur analyse dynamique. Pour être davantage prédictif, les dispersions géométriques et matérielles dues aux tolérances de fabrication, sources de désaccordage, sont prises en compte et font que les hypothèses de symétrie cyclique ne sont plus applicables. Le désaccordage a une influence non-négligeable sur le comportement vibratoire des roues aubagées en localisant une partie de l'énergie sur un nombre restreint d'aubes, ce qui peut conduire à une fatigue vibratoire prématurée de la pièce. Ce phénomène de localisation modale est conditionné d'une part, par la raideur de couplage entre les aubes et le disque et d'autre part, par le taux de désaccordage. Les redresseurs se situent sur les différents étages statoriques des moteurs d'avions. Leur rôle est de redresser le flux d'air en provenance des rotors situés en amont afin d'obtenir une poussée maximale en sortie du turboréacteur. Une nouvelle technologie consiste à considérer un redresseur comme un assemblage de plusieurs secteurs multipales monobloc indépendants. Les conditions de symétrie cyclique ne peuvent donc plus être employées, même dans le cas accordé. Le comportement vibratoire d'un secteur de redresseur accordé est caractérisé par une forte densité modale dans certaines plages de fréquences, correspondant à des modes de flexion et de torsion d'aube. De ce phénomène découle une forte sensibilité de ces modes au désaccordage présent au sein du redresseur. Le principal objectif de la thèse est de développer une stratégie permettant de prédire de façon robuste le comportement vibratoire des redresseurs sectorisés monobloc désaccordés. En effet, en déterminant les zones les plus sensibles d'un secteur donné avec une précision maximale, les bureaux d'études pourront optimiser le positionnement des jauges d'extensométrie sur les redresseurs prototypes. Afin d'atteindre cet objectif, diverses études numériques de sensibilité au désaccordage ainsi que des essais sur une pièce ont été faits. Ils ont permis d'avoir des premiers résultats quant aux erreurs relatives prévisibles qui pouvaient être faites, en fonction du désaccordage. Ensuite, la méthode des éléments finis stochastiques spectraux a été développée sur un modèle simplifié en vue d'en déterminer les modes propres aléatoires projetés sur une base de polynômes orthogonaux et d'en déduire la réponse forcée aléatoire par superposition modale. La base du chaos polynomial a été retenue principalement pour son gain en temps de calcul par rapport à des simulations de Monte Carlo classiques et à la précision des résultats obtenus. Enfin, la méthodologie stochastique a été validée sur un modèle éléments finis industriel de redresseur sectorisé fourni par SNECMA moyennant des méthodes de réduction de modèle de type Craig-Bampton. Une stratégie de positionnement optimal de jauges a été proposée ; elle constituait le principal livrable industriel attendu en fin de thèse.

L'utilisation des lasers est répandue dans le domaine de l'instrumentation. Cependant, le fonctionnement de tels dispositifs peut être perturbé par le phénomène de rétroinjection optique (ou self-mixing) auquel est soumis la diode laser. Cette sensibilité du laser au faisceau optique de retour offre de nombreux avantages, notamment pour la mesure de déplacements. Les capteurs basés sur ce principe présentent l'avantage d'être compact, sans contact, et autoalignés. Après une analyse théorique, un modèle comportemental complet du self-mixing est présenté. Un capteur a été conçu afin de pouvoir fonctionner dans les cas les plus répandus expérimentalement, à savoir un feedback faible puis modéré. Deux algorithmes ont ensuite été développés de manière à traiter le signal pour ces différents feedbacks. Ce nouveau capteur permet également de reconstruire des déplacements aléatoires de cibles. Il a de plus, été testé sur un montage mécanique utilisé pour l'analyse de revêtements amortissants<br>Optical feedback interferometry, also known as the self-mixing effect, is similar to conventional two-beam interferometry but without any auxiliary bulk. When a small fraction of the backscattered laser beam from diffusely-reflecting surfaces re-enters the laser cavity, its spectral properties are affected. This generates a variation in the laser optical power, resulting in self-mixing which has been demonstrated to be suitable for sensing applications. A high-level behavioural model has been proposed to represent this phenomenon. A displacement sensor based on this principle has thus been designed to operate under weak and moderate feedback regimes. Two algorithms have also been developed in order to process the resulting signals, rendering the sensor capable of reconstructing random displacements. This have been verified on damped anti-vibration coatings via modal analysis

L'avènement de l'Internet des objets (IoT) dans tous les domaines de la société a conduit à une prolifération de capteurs communicants de faible puissance. Dans ce contexte, les dispositifs de récupération d’énergie triboélectrique ont récemment fait l’objet d’une démonstration avec une tension en circuit-ouvert élevée. Cependant, le courant de sortie reste limité. Dans ces travaux, un générateur hybride triboélectrique-piézoélectrique a été proposé pour combiner simultanément les effets triboélectriques et piézoélectriques afin d’améliorer les performances du générateur hybride tribo-piézoélectrique. Le générateur triboélectrique est composé de la paire polytétrafluoroéthylène (PTFE) et de la mousse de polyuréthane chargée par du noir de carbone (PUC) jouant double rôle : élément électropositif (donneur d’électrons) et électrode.Le générateur hybride a été testé sur deux systèmes d’excitation : pot vibrant et soufflerie. La détermination de la capacité triboélectrique est l’une des thématiques importantes en raison de sa variabilité qui dépend du gap d’air entre le PUC et le PTFE. Avec redressement, et en utilisant deux ponts de diodes redresseurs, le générateur hybride monté sur pot vibrant génère une tension à circuit ouvert de 318 V, un courant à circuit fermé de 4,95 μA et une puissance maximale de 349 μW à une impédance optimale de 40 MΩ. Une comparaison énergétique à la même impédance confirme le gain en puissance grâce au couplage hybride. Ce générateur a permis d’alimenter un capteur de température communicant durant plusieurs cycles de mesures/transmissions de données<br>The advent of the Internet of Things (IoT) in all areas of society has led to a proliferation of low-power communicating sensors. In this context, triboelectric energy harvesting devices have recently been demonstrated with a high open-circuit voltage. However, the output current remains limited. In this work, a hybrid triboelectric-piezoelectric generator was proposed to simultaneously combine triboelectric and piezoelectric effects to improve the performance of the hybrid tribo-piezoelectric generator. The triboelectric generator is composed of the polytetrafluoroethylene (PTFE) pair and carbon black charged polyurethane foam (PUC) playing a dual role: electropositive element (electron donor) and electrode.The hybrid generator was tested on two excitation systems: vibratory pot and blower. The determination of the triboelectric capacitance is one of the important topics because of its variability, which depends on the air gap between the PUC and the PTFE. With rectifier, and using two rectifier diode bridges, the shaker-mounted hybrid generator generates an open-circuit voltage of 318 V, a closed-circuit current of 4.95 μA, and a maximum power of 349 μW at an optimal impedance of 40 MΩ. An energy comparison at the same impedance confirms the power gain thanks to the hybrid coupling. This generator was used to power a communicating temperature sensor during several cycles of measurements/data transmissions

La caractérisation et l’étude de l’homogénéisation temps réel d’un mélange de produits liquides ou solides présente une opération clé pour de nombreux domaines industriels.Dans le présent travail, nous proposons un modèle de capteur acoustique sphérique miniaturisé et autonome, adapté à des fonctions de caractérisations en ligne des milieux hétérogènes de différentes natures. Ce capteur a la possibilité d’être dispersé dans un système dynamique en constituant un réseau de capteurs géo-localisables permettant une cartographie des propriétés recherchées du milieu. Sa forme sphérique creuse nous offre la possibilité de loger une électronique programmable pour gérer son fonctionnement par unité ou dans un réseau de capteurs identifiés par codage.D’un point de vu mécanique, le résonateur proposé est assemblé à partir de deux demi-sphères faites d'un matériau approprié (Plexiglas dans le cadre de notre étude), le capteur est mis en résonance à l’aide d’un élément piézo-électrique déposé entre les deux demi-sphères ayant la forme d'un anneau.Après une validation expérimentale du système en adoptant le principe de la trilatération, une étude sur l’atténuation et la vitesse de propagation de l’onde acoustique a été effectuée dans différentes solutions à 35 °C; eau, glucose, huile de colza, lait, gel laitier et grain de caillé en suspension (différente taille)<br>The characterization and the study of real-time homogenization of a mixture of liquid and solid products present a key operation for many industrial sectors.In this work, we propose a model of spherical acoustic sensor miniaturized and autonomous adapted to different functions of characterization online of heterogeneous media of various kinds. This sensor has the ability to be dispersed in a dynamic system by creating a network of geo-localization for mapping desired properties of the medium. Its spherical hollow shape gives us the opportunity to accommodate a programmable electronic for managing its function as a unit or in a sensor network identified by coding.From a mechanical point of view, the proposed resonator is assembled from two hemi-spheres made of a suitable material (Plexiglas in our study), the sensor is brought into resonance by using an element piezoelectric introduced between the two hemi-spheres having the shape of a ring.After an experimental validation of the system by adopting the principle of trilateration, a mitigation study and propagation velocity of the acoustic wave was performed in different solutions at 35 ° C; water, glucose, rapeseed oil, milk, dairy and grain curd gel suspension (different sizes)

Les travaux de cette thèse permettent d’apporter de nouveaux outils d’aide à la conception d’un système mécatronique appliqué au monde automobile. Ces méthodologies s’inscrivent dans le cycle de vie du produit découpé selon les phases de Fiabilité : Prédictive, Expérimentale et Opérationnelle. Nous répondons aux trois problématiques : 1. Comment juger la criticité d’une défaillance obtenue lors d’un essai aggravé HALT ? Une approche par équivalence d’endommagement est utilisée et appliquée à un cas concret d’onduleur/convertisseur. 2. Comment tenir compte des variabilités du matériau et de l’environnement dans le modèle d’Arrhenius ? Trois modèles statistiques sont construits et appliqués à un capteur mécatronique en essai climatique. 3. A partir des données financières de coûts garantie, comment estimer la fiabilité du système ? Deux nouveaux modèles probabilistes sont présentés et appliqués à un cas réel de retour garantie<br>This research proposes new tools for designers of automotive mechatronic systems. These new methods are linked with the Product Life Cycle which can be described by: Predictive Reliability, Experimental Reliability and Operational Reliability. Three problematics are exposed : 1. How can we judge the severity of a failure observed in aggraved test HALT? An equivalent fatigue damage approach is used and realized on concrete case of converter/inverter. 2. How can we take into account the variability of the material and the environment in the Arrhenius’ model ? Three statistical models are built and used on a mechatronic sensor in climatic test. 3. Thanks Financial data of warranty cost, how can we estimate the system reliability performance ? Two new probabilistic models are introduced and applied on concrete warranty returns

This diploma thesis is dealing with the preparation and construction of the apartment building in Znojmo. Thesis includes the technical report, the plan of the building site with some extra descriptions, time and financial plan of the building site, realization sketch of the major technological periods, equipment of the building site, project of the construction machines, timetable, plan of the assurance of the material, technological regulation, controlling and probationary plan of the quality, time and financial collation.

Chaque fois que se produit un mouvement relatif entre deux systèmes, avec une interface à contact sec, le contact frottant induit des vibrations. La dynamique locale au contact (ruptures et la génération d'ondes) se couple avec la dynamique du système, donnant origine à des vibrations et affectant le comportement frictionnel macroscopique du système. Dans cette thèse, afin de développer une approche globale pour l'investigation des phénomènes multi-physiques, l'énergie a été utilisée comme une caractéristique physique universelle du couplage. La formulation de un bilan énergétique mécanique est utilisé pour identifier deux termes dissipatifs différents, i.e. la dissipation par amortissement matériel/système et la dissipation au contact. Les flux d'énergie, provenant des surfaces en contact et dus aux vibrations induites par frottement, excitent la réponse dynamique du système et, vice versa, l'influence de la réponse dynamique du système sur la dissipation d'énergie locale à l'interface de contact affecte les phénomènes tribologiques connexes. Dans cette thèse, les vibrations induites par le frottement ont été analysées en utilisant: l'approche par éléments finis pour étudier, par l'analyse des flux d'énergie, le couplage entre le contact et la dynamique du système; l'approche expérimentale pour valider les résultats numériques et observer l'influence des phénomènes pas encore inclus dans les modèles numériques; une approche avec une modèle à paramètres concentrés pour évaluer rapidement les effets des paramètres du système. L'analyse numérique par le modèle éléments finis 2D permet une répartition de l’énergie introduite dans le système mécanique entre les deux termes dissipatifs (amortissement matériau et contact), au cours de la réponse transitoire aussi bien en conditions stables qu’instables. En particulier, les vibrations induites par frottement modifient la capacité globale du système à absorber et dissiper l’énergie; une estimation de la puissance dissipée au contact, sans prendre en compte le comportement dynamique du système (flux d’énergie par les vibrations induites par frottement) peut conduire à des erreurs significatives dans la quantification de l’énergie dissipée au contact, ce qui affecte directement plusieurs phénomènes tribologiques. Les mesures expérimentales de crissement montrent comment les mêmes modes instables sont reproduits soit expérimentalement soit numériquement, validant l’utilisation de la simulation 2D transitoires pour l’analyse des vibrations instables induites par le frottement. L’équilibre énergétique a été utilisé sur le modèle à paramétrés concentrés, pour approcher le problème de la surestimation d’instabilité, qui est caractéristique d’une analyse des valeurs propres complexes. Un nouvel indice d’instabilité (MAI) a été défini, par des considérations énergétiques, pour comparer les différents modes instables et pour sélectionner le mode qui devient effectivement instable pendant le crissement<br>Whenever relative motion between two system components occurs, through a dry contact interface, vibrations are induced by the frictional contact. The local dynamics at the contact (ruptures and wave generation) couples with the system dynamics, giving origin to vibrations and affecting the macroscopic frictional behavior of the system. In this thesis, in order to develop an overall approach to the investigation of the multi-physic phenomenon, the energy has been pointed out as a coupling physical characteristic among the several phenomena at the different scales. The formulation of a mechanical energy balance is used for distinguishing between two different dissipative terms, i.e. the dissipation by material/system damping and the dissipation at the contact. The energy flows coming from the frictional surfaces, by friction induced vibrations, excites the dynamic response of the system, and vice versa the influence of the system dynamic response on the local energy dissipation at the contact interface affects the related tribological phenomena. The friction-induced vibrations have been analyzed using three different approaches: the finite element approach, to investigate the coupling between the contact and system dynamics by the analysis of the energy flows; the experimental approach to validate the numerical results and observe the influence of phenomena not still included into the numerical model; a lumped parameter model approach to quickly investigate the effects of the system parameters. The numerical analysis by the 2D finite element model allowed investigating the repartition of the energy introduced into the mechanical system between the two dissipative terms (material damping and contact) during both stable and unstable friction-induced vibrations. In particular, it has been shown how the friction-induced vibrations modify the overall capacity of the system to absorb and dissipate energy; an estimation of the power dissipated at the contact, without considering the dynamic behavior of the system (energy flows by friction induced vibrations) can lead to significant error in the quantification of the dissipated energy at the contact, which affects directly several tribological phenomena. The experimental squeal measurements show how the same unstable modes are recovered both experimentally and numerically, validating the use of the 2D transient simulations for the reproduction of the unstable friction-induced vibrations. Once the energy balance formulated, it has been used on the lumped model to approach the instability over-prediction issue characteristic of the complex eigenvalue analysis. By energy considerations, a newer instability index (MAI) has been defined to compare the different unstable modes and to select the mode that becomes effectively unstable during the transient response. The Modal Absorption Index allows quantifying the capability of each mode to exchange energy with the external environment