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Le carbure de silicium, SiC, présente plusieurs avantages par rapport au silicium pour des applications en électronique de puissance, notamment en termes de faibles pertes. Néanmoins, la maturité technologique n'est pas totalement acquise et des problèmes de fiabilité persistent. Ce papier présente l'étude de l'utilisation des MOSFET SiC sur des applications de type onduleur «diode-less», ainsi que les différents phénomènes associés, parmi lesquels la dégradation de l'oxyde de grille. Plusieurs composants ont été testés et caractérisés périodiquement dans le cas d'un fonctionnement sous conduction inverse. Suite à cette caractérisation, il est observé une dérive de la tension de seuil fortement dépendante du rapport cyclique. Toutefois la jonction P-N ne montre pas de dégradation importante.
La récupération d'énergie ambiante est une solution efficace et respectueuse de l'écosystème pour alimenter de manière autonome des noeuds de capteurs, promouvant ainsi leur déploiement dans différents environnements. La pile microbienne benthique (SMFC) est un système récupérant l'énergie de la biomasse sédimentaire à l'aide du métabolisme électro-actif des bactéries présentes naturellement dans le milieu. Bien que prometteuse comme source d'énergie long terme pour des capteurs marins, ses niveaux de puissance (autour de 100µW) et de tension (0,7V en circuit ouvert) nous engage à mener une réflexion sur la conception de son interface électronique de récupération. Cette étape est cruciale pour extraire le maximum d'énergie et élever sa tension au minimum requis par le capteur (quelques volts). Afin de contrôler l'impédance d'entrée et le gain en tension indépendamment, cet article présente un convertisseur flyback en mode de conduction discontinue. A l'aide d'un modèle complet du flyback validé expérimentalement, nous avons étudié l'origine de chaque perte afin de parvenir à un compromis nous permettant de concevoir efficacement un flyback, pour des transferts de puissance n'excédant pas la centaine de µW. Nous avons ainsi pu mettre en évidence la prédominance des pertes dues à l'hystérésis du matériau magnétique utilisé pour les inductances couplées ainsi que celles engendrées par la commande du commutateur. En suivant cette méthode, nous avons pu concevoir un prototype optimisé atteignant 71% de rendement pour une source d'énergie délivrant 90µW.
Une nouvelle architecture de terminaison est proposée pour les diodes Schottky diamant. En utilisant des simulations par éléments finis avec les outils Sentaurus TCAD (Technology Computer-Aided Design), nous avons étudié l'impact de simples modifications de l'architecture des plaques de champ sur la tension de claquage. La tenue en tension augmente, mais ces modifications ne permettent pas de réduire la valeur du champ électrique au bord de la plaque de champ dans le diélectrique. Plusieurs topologies avec des formes originales ont été proposées pour résoudre ce problème. Les simulations paramétriques ont été utilisées pour optimiser les paramètres technologiques de ces structures de terminaison en vue de réduire la valeur crête du champ électrique en bord de terminaison, tout en maintenant la tension de claquage élevée. La solution retenue a permis de réduire le champ électrique maximal de 57 à 13 MV/cm.
Le sujet de cette étude est de modéliser des batteries intégrées dans une flotte de dix véhicules postaux à hydrogène,développés dans le cadre du projet européen Mobypost. Ce derniera permis de créer et enrichir une base de données, grâce à une instrumentation approfondie des véhicules. En utilisant cette base de données et un algorithme d’optimisation, cette étude présente un moyen rapide de modéliser le comportement électrique d’une batterie à l’aide de données d’usage réel avec une Normalized Root Mean Square Error en dessous de 0.02.
Cet article a pour but de présenter une synthèse des études des dernières années faites autour de la caractérisation et de la modélisation des matériaux et composants magnétiques sous contrainte thermique. Les études présentées sont notamment, mais pas exclusivement, issues des travaux du laboratoire AMPERE et plus particulièrement de l'équipe "matériaux pour le génie électrique".
Les domaines de la mobilité et de la distribution d'énergie électrique nécessitent des convertisseurs statiques de plus en plus fortes puissances avec de meilleurs rendements et la capacité de fonctionner à plus hautes températures. Le programme FilSiC, porté par plusieurs PME et laboratoires complémentaires, a pour ambition de développer une filière de composants de puissance Haute Tension en SiC dont le premier résultat est une diode 3300V présentée ici.
Ce travail de recherche propose une approche nouvelle de modélisation de diodes Schottky/JBS en carbure de silicium en employant la seule équation de Shockley comme terme générique d'un modèle électrique multi-branches. La fonction de Lambert est utilisée pour s'affranchir du caractère implicite de cette équation. In fine, des paramètres - dits phénoménologiques - sont déterminés afin de reconstruire la caractéristique IVT en dessous et au dessus du seuil avec un facteur de qualité convaincant. Deux cas sont traités, celui d'une diode Schottky SiC avec interface en Tungstène stable, et celui de diodes Schottky et JBS avec interface en Nickel issues de procédés de conception/fabrication en cours de développement. Les résultats obtenus permettent de discuter de la maturité/qualité de l'interface métal/semiconducteur étudiée et des possibles mécanismes de conduction à l'oeuvre. Enfin, le modèle phénoménologique présente aussi un intérêt en terme de simulations électriques.
Cette étude vise à comparer expérimentalement le comportement en fluage-recouvrement d'un polymère thermoplastique (PPS), dans deux configurations : pur ou renforcé par un tissu de fibres de carbone. La spécificité de l'approche consiste à évaluer la contribution de la matrice PPS à la réponse en fluage-recouvrement de stratifiés C/PPS pour une température d'essai supérieure à la température de transition vitreuse Tg du C/PPS, lorsque viscoélasticité et viscoplasticité de la matrice sont très marquées. Dans la littérature, la plupart des modèles rendant compte de ces comportements perdent significativement en précision au voisinage de la Tg. Pour simuler le comportement dépendant du temps des composites à matrice TP à haute température, un modèle de comportement viscoélastique spectral linéaire et un modèle viscoplastique de type Norton généralisé ont été utilisés.
La très grande majorité des matériaux d'intérêt industriel ont un caractère commun générique : ils sont très souvent hétérogènes et/ou constitués de différentes phases. La maîtrise de la microstructure de ces alliages passe par une meilleure compréhension des mécanismes de formation de ces phases et par la modélisation des cinétiques dans des conditions diverses (température, contrainte externe, irradiation…). Les alliages Al-Sc, riches en aluminium, sont très utilisés dans l'industrie en raison leurs propriétés mécaniques. Après homogénéisation à haute température, on observe en effet, l'apparition d'une forte densité de petits précipités cohérents, répartis de façon homogène avec la matrice d'aluminium. Ces précipités ordonnés sont de composition Al 3 Sc et possèdent la structure L1 2. Ils bloquent le mouvement des dislocations ainsi que celui des joints de grains, ce qui durci l'alliage et lui confère un fort pouvoir anti-recristallisant. L'addition de zirconium, en plus du scandium, améliore encore les propriétés mécaniques du matériau. Les précipités obtenus dans cet alliage sont en effet, plus fins et leur distribution est plus dense que dans les alliages Al-Sc. L'origine de ces observations expérimentales est attribuée à la composition chimique hétérogène des précipités qui apparaissent dans l'alliage ternaire. Ces précipités, de structure L1 2 et de composition Al 3 (Zr x Sc 1-x), sont en effet formés, d'un coeur riche en scandium et d'une coquille riche en zirconium. Pour comprendre les phénomènes qui ont lieu dans ces matériaux, il est nécessaire de mettre au point un modèle mathématique capable de décrire les cinétiques de précipitation et de coalescence. La méthode de champ de phase a émergée récemment comme un outil performant pour étudier l'évolution microstructurale dans les alliages. Ce modèle décrit un alliage à l'échelle mésoscopique. Il permet d'appréhender l'évolution de la taille, de la forme et de la distribution des précipités dans le matériau. Le principe de cette méthode est de décrire l'état de la matière à l'aide d'une ou plusieurs variables de champ, conservatives ou non-conservatives. L'évolution temporelle de ces variables est pilotée par la minimisation de l'énergie libre du système. Dans un problème de transformation de phase avec mise en ordre, les variables de champ sont les concentrations des éléments ainsi que les paramètres d'ordre correspondant aux structures étudiées.
Dans cet article nous présentons un modèle analytique d'estimation des pertes dans une cellule de commutation à base de composants carbure de Silicium (SiC). L'approche utilisée pour la synthèse du modèle est détaillée dans la première partie de ce document. Dans la seconde partie de cet article nous présentons la méthode expérimentale utilisée pour l'estimation des pertes dans une cellule de commutation. La dernière partie de ce document sera consacré à la confrontation des résultats expérimentaux obtenus aux résultats prédits par le modèle analytique.
Dans ce travail, une commande par retour linéarisant est développée en vue de contrôler le patinage des roues arrières d'un véhicule hybride (VELROUE) à traction conventionnelle et propulsion électrique. Les roues arrières sont entrainées par des moteurs électriques indépendants. La commande par retour linéarisant est synthétisée à partir d'un modèle de véhicule à deux variables d'état représentant l'essentiel de la dynamique longitudinale. Après une approche classique du retour linéarisant, nous proposons de remplacer l'estimation de certaines grandeurs par la mesure de l'accélération longitudinale du châssis. Cette commande présentant une dynamique résiduelle, une preuve partielle de la stabilité de celle-ci est présentée. La commande développée a été testée à l'aide d'un modèle de simulation du véhicule en vue d'une validation expérimentale sur le véhicule prototype.
Cet article présente les limites de la commutation douce sur la topologie Flyback active–clamp dans le cadre d'une utilisation sur une large gamme de tension d'entrée. Nous avons mis au point une stratégie de suivi de commutation en creux de tension permettant le maintien d'une commutation en creux de tension permettant un gain de 2% à 4% par rapport à une commande classique sur la moitié haute de la plage de tension d'alimentation. Cette stratégie a été testée sur un convertisseur 30 W-12 V alimenté entre 20 V et 120 V.
Les Piles à Combustibles Microbiennes (PCMs) produisent de l'électricité à partir de la dégradation de matière organique par des bactéries. Pour récupérer l'énergie électrique produite, des architectures mettant en jeux plusieurs piles seront préférées à des architectures basées sur une pile unique de taille importante. Par ailleurs la nécessité d'élever les tensions, de mutualiser les puissances et d'adapter la charge à la source passent par le choix et le dimensionnement d'une chaîne judicieuse de convertisseurs de puissance spécifiques (faible tension d'entrée et basse puissance) au sein d'un réseau de PCMs. Le nombre de micro-sources considérées conduit naturellement à envisager la cellularisation de la conversion avec mise en réseau série et/ou parallèle des convertisseurs. Une récupération efficace de l'énergie passe également par l'intégration de la fonctionnalité MPPT (Maximum Power Point Tracking) qui permet d'adapter la charge à la pile.
Ce papier présente une formulation intégrale économique pour modéliser les courants induits dans des régions minces conductrices non magnétiques en régime magnéto harmonique. La formulation est comparée avec une autre formulation intégrale et est validée sur un cas test axisymétrique modélisé par la méthode des éléments finis.
Lorsque l'apprentissage par projet couvre plusieurs thématiques, il apparaît que les étudiants sont d'autant plus sensibles à la qualité des ressources mises à disposition et à leur disponibilité. L'évaluation des étudiants est contrastée entre leur plébiscite du contenu de la formation et leur critique des ressources. L'accès à distance à de telles ressources répond à une partie de la problématique. La communication décrit une première expérience de formation par projet qui débouche sur une mise à disposition à distance d'un lot de ressources, assistée d'une pédagogie adaptée. Fort de cette expérience, une seconde proposition est présentée dans un contexte différent mais où des contraintes similaires persistent sur les ressources. La discussion fera l'objet d'un poster avec démonstration sur machine (PR). Il est évident que les propositions mises en oeuvre sont maintenant connues, mais peu usitées en fait, et elles sont applicables à d'autres contextes. Si l'opportunité d'accessibilité à distance de ressources est une réponse à une partie importante des faiblesses des retours d'expérience décrits ici, il n'est pas envisagé de formation à distance, problématique très différente.
Ce papier présente une extension de la fonction de suivi de trajectoire pour identifier les états compatibles entre modes. La fonction de suivi de trajectoire a pour but d'assurer que les commutations entre modes soient sûres. Utilisée dans une démarche d'aide à la conception se basant sur la Théorie de Contrôle par Supervision (TCS), les spécifications sont formellement assurées. Cependant, les modèles manipulés sont des automates à états émondés et il a été mise en évidence que certains états non-accessibles, donc supprimés pour obtenir un automate émondé, étaient accessibles depuis un autre mode par une commutation. L'extension que nous proposons s'appuie sur les automates non-émondés et propose une comparaison formelle sur les noms des états pour déterminer les états accessibles depuis d'autres modes.
Prendre en compte l'intermittence de l'occupation d'un bâtiment pour son chauffage offre un intérêt économique non négligeable. Une analyse préalable en temps continu a montré les avantages d'une stratégie s'appuyant sur la qualité du contrôle et la quantité d'énergie consommée. Afin de prendre en compte des considérations technologiques, nous proposons une stratégie analogue, de type Commande Optimale, développée dans le domaine discret. Cette approche permet ainsi d'obtenir la loi de commande sous la forme d'équations récursives directement exploitables pour sa mise en oeuvre.
A l'heure actuelle, le geste médical de l'accouchement est appris par les obstétriciens en réalisant de réels accouchements sous l'oeil attentif d'un expert. Ce geste devient plus compliqué lors des accouchements instrumentés, c'est-à-dire nécessitant l'utilisation de forceps ou de ventouses. L'utilisation d'un simulateur d'accouchement polyvalent prenant en compte différents cas anatomiques et pathologiques permettrait ainsi de compléter la formation des obstétriciens en améliorant la prise en charge de la parturiente. La réalisation d'un tel outil d'apprentissage peut reposer sur une partie logicielle, permettant la visualisation du comportement du foetus en interaction avec les organes de la parturiente (utérus, abdomen, bassin mou et osseux), et le calcul des efforts produits. Notons qu'en dehors des simulateurs basés sur un mannequin robotisé, qui sont disponibles dans le commerce, très peu d'outils de formation basés sur le calcul numérique des efforts produits ont été élaborés. Et malheureusement, tous ces simulateurs évaluent les forces d'expulsion de l'accouchement en imposant une trajectoire foetale pré-calculée. Ils ont ainsi des possibilités assez limitées et ne répondent pas aux exigences de polyvalence décrites ci-dessus. Par ailleurs, de nombreux travaux de recherches visent à simuler avec précision les effets de l'accouchement sur le dysfonctionnement du plancher pelvien et sur le prolapsus des organes, en se concentrant notamment sur les dommages causés aux muscles releveurs de l'anus. Mais ces modèles basés sur la méthode des éléments finis, ne prennent pas en considération l'ensemble des organes pelviens impliqués dans le processus de l'accouchement. Pour concilier l'exactitude des résultats et des temps de calcul interactifs, nous proposons une approche qui se situe entre les deux classes de travaux décrits ci-dessus afin d'effectuer une simulation réaliste de la descente du foetus au cours de l'accouchement. Dans cet article nous présentons la première étape de ce travail en mettant l'accent sur la modélisation géométrique et biomécanique des principaux organes impliqués. A ce stade, afin de vérifier l'exactitude de notre hypothèse, nous utilisons la méthode des éléments finis, en raison de sa fiabilité, sa précision et sa stabilité. La prochaine étape de notre travail portera sur l'optimisation de la simulation numérique pour obtenir du temps interactif afin de permettre son couplage avec un dispositif haptique.
Cet article présente la conception d'un thyristor SiC et les résultats de simulation par éléments finis. Ce travail vise à étudier expérimentalement le comportement dynamique d'un thyristor SiC avec gâchette amplificatrice. Ce type de thyristor n'a pas été étudié pour l'instant en détail pour le SiC. Pourtant, avec l'amélioration constante de la qualité des wafers de SiC et des diamètres de substrat accessibles, l'intégration d'un système de commande avec une amplification interne de l'allumage devient un concept essentiel pour les thyristors de puissance à base de SiC.
Le frittage d'argent est un candidat prometteur pour remplacer les brasures haute température au plomb. Il offre en effet de meilleures performances thermiques, électriques, fonctionne à plus haute température. Plusieurs solutions existent actuellement, basée sur des particules d'argent de tailles différentes et l'ajout d'additifs de frittage. Ces solutions diffèrent par leur procédés de mise en oeuvre. Cet article présente un état de l'art des différentes techniques, puis détaille la mise en oeuvre de l'une d'entre elles, basée sur des nanoparticules. Un point particulier est mis en évidence : la finition métallique des substrats DBC. Cette finition a un effet majeur sur la qualité du joint fritté, en particulier avec une finition "Ni-Au" : dans certains cas, l'attache est excellente (tenue upérieure à 50 MPa), alors que dans d'autres, elle est inférieure à 10 MPa.
Un modèle simple de comportement dynamique de circuit magnétique élémentaire en vue d'une implantation aisée dans des modèles de dispositifs électromagnétiques basés sur du calcul de champs ou sur une approche de schémas de réluctances est présenté. Ce modèle provient d'une homogénéisation simplifiée d'un modèle complet de diffusion magnétique incluant les effets dus aux mouvements de parois. Le modèle de diffusion complet homogénéisé obtenu n'est rien d'autre que le modèle global de représentation dynamique de circuit élaboré il y a plusieurs années dans notre laboratoire. L'intérêt de cette homogénéisation est d'apporter une signification et une identification de la valeur du paramètre associé au modèle global obtenu. Des tests effectués sur plusieurs échantillons de matériaux différents permettent de définir les critères associés au domaine de validité et d'utilisation du modèle global de représentation de circuit présenté
– Ce travail aborde la détection statistique à partir du spectrogramme de signaux non-stationnaires multi-composantes dans des en-vironnements où le rapport signal sur bruit (RSB) est faible. Un double test d'hypothèses binaires est formulé. Le premier test correspond à un détecteur d'énergie appliqué à l'échelle du pixel temps-fréquence (TF). Pour atteindre une bonne probabilité de détection à faible RSB, ce test doit cependant accepter de nombreuses fausses alarmes. Afin de réduire ce nombre de fausses alarmes et ainsi améliorer les performances globales de détection, un second test est proposé. Ce test considère la densité de détection sur des régions TF. Sous l'hypothèse "bruit seul", nous montrons que cette densité de détection suit une loi binomiale corrélée du fait de la redondance du spectrogramme. Afin d'estimer cette loi et résoudre le second test, une méthode numérique utilisant des spectrogrammes assistants est introduite. Pour un point de fonctionnement du détecteur (Pd,Pfa), l'ajout du second test permet de réduire le RSB de 6 dB, au prix d'une perte de résolution TF. La méthode est illustrée avec succès sur des signaux réels d'acoustique passive. Abstract – This work deals with the statistical detection of multicomponent non-stationary signals at low signal-to-noise ratio using the spectrogram. A double binary hypothesis test (BHT) framework is proposed. The first BHT is a classical time-frequency (TF) energy detector, the positives of which are composed of true detections as well as false alarms. So as to discriminate between those two kinds of positives, a second BHT is proposed based on the density of detection in the TF regions of the spectrogram. A high-density of detections is synonymous with the presence of signal, while a low density of detections is more likely due to false alarms. The Neyman-Pearson detection criterion is used for both of the BHTs. According to the redundancy of the spectrogram, the density of detection under the null hypothesis is distributed as a correlated binomial variable. We introduce the assistant spectrograms to numerically estimate this distribution and solve the second BHT. The method is illustrated with real-world signals from a passive acoustic context.
Dans cet article, des méthodes originales pour la surveillance et l'amélioration de la durée de vie des systèmes de stockage d'énergie sont présentées. Ces objectifs sont menés à bien grâce au contrôle des circuits d'équilibrage présents sur ces systèmes de stockage. La surveillance proposée est en ligne et sans impact majeur sur le système. Elle se base sur l'estimation d'un paramètre interne, à savoir la Résistance Equivalente Série (ESR). Les travaux présentés sont analysés avec des simulations réalistes de modules de supercondensateurs. Les méthodes utilisées pourraient être aussi adaptées sur des batteries.
Cet article présente l'avancement d'une recherche visant à proposer un logiciel de configuration d'un Système Automatisé de Production en fonction d'objectifs pédagogiques. Ce type de logiciel trouve son utilité à la fois dans un cadre industriel quand il s'agit de former le personnel à l'usage d'un nouveau SAP, et dans un cadre universitaire lorsque des SAP complexes sont partagés entre différentes formations comme c'est le cas dans de nombreux AIP. Le contexte scientifique de ce travail est présenté et les besoins fonctionnels de ce système affinés. L'architecture globale est décrite et les choix de réalisation ainsi que la procédure d'expérimentation (à venir) sont exposés.
Le présent travail concerne le développement de modèles polynomiaux de régression permettant de prédire la demande mensuelle de chauffage pour les bâtiments du secteur résidentiel situés dans des climats tempérés. Les modèles ont été obtenus par une analyse de régression multiple basée sur une large base de données de simulations en régime dynamique pour diverses configurations de bâtiments placés dans diverses villes françaises. Parmi les paramètres d’étude qui constituent aussi les entrées des modèles de régression nous avons considéré le coefficient de forme du bâtiment, son inertie thermique exprimée par sa constante de temps, le coefficient moyen de déperdition par transmission, la surface des baies vitrées définie comme le ratio surface vitrée/surface habitable et le coefficient de climat (fonction de la température sol-air qui tient compte de l’irradiation solaire moyenne en plus de la température extérieure). Plus de 270 scénarios de validation ont été analysés et il a été établi que les équations obtenues permettent de prédire les besoins en chauffage, avec un écart maximal entre les modèles et les simulations de 5,1% pour le climat de Nice, avec une erreur moyenne de 2%.
Ce papier présente une génération de trajectoire et un réglage du correcteur implémenté sur le simulateur d'accouchement BirthSIMdédié à la formation des jeunes obstétriciens. L'extraction par forceps est un geste obstétrique acquis empiriquement en salle d'accouchements. Or il n'est jamais aisé d'acquérir une première expérience sous les contraintes de la salle d'accouchement (stress, urgence, risque, etc.). De plus ce type de formation peut amener des conséquences dramatiques que ce soit pour la mère ou son nouveau-né. Le simulateur d'accouchement BirthSIM est composé d'une partie électro-pneumatique qui reproduit la dynamique d'un accouchement. Dans ce papier nous nous intéressons particulièrement à la simulation d'accouchements instrumentaux difficiles. La force d'extraction appliquée par les obstétriciens correspond aux résultats de la littérature ce qui permet de confirmer le réalisme de la simulation. Les résultats des novices formés sur le simulateur sont ensuite comparés à ceux d'un expert obstétricien, le résultat obtenu souligne la nécessité d'un simulateur d'accouchement pour acquérir une première expérience avant de procéder à la formation classique en salle d'accouchement
Cet article présente un modèle statique d'un distributeur électropneumatique de la compagnie FESTO. Un modèle analytique est nécessaire pour effectuer l'analyse et la synthèse des lois de commandes linéaires et non linéaires. La caractérisation globale des composants pneumatiques est nécessaire pour modéliser leur étage en débit. Les caractérisations fournies par les constructeurs ne permettent pas d'obtenir un modèle correct des composants pneumatiques. C'est pourquoi des mesures expérimentales ont été effectuées. Un modèle de simulation issue de ces mesures expérimentales est proposé. Une approximation des caractéristiques bidimensionnelle globale statique, du distributeur proportionnel FESTO est présentée. Ces travaux font suites à la réalisation d'un prototype robotisé (BirthSIM), permettant de simuler un accouchement [1]. BirthSIM est équipé d'une de tête du bébé déplacé en translation par un vérin électropneumatique commandé par deux distributeurs FESTO. L'objectif est aujourd'hui de réaliser l'automatisation du BirthSIM, et d'effectuer la synthèse de loi de commande permettant d'effectuer des taches d'asservissement, de régulation, de suivi de trajectoires en position, en effort et/ou en raideur selon un cahier des charges préétabli.

This paper presents a static model of a one type of FES-TO electro-pneumatic proportional valves. This model will be used to design linear or nonlinear control strate-gy. The experimental characterization of pneumatic fluid power components, especially proportional valves and servo-valves are required when their behavior must be modeled. Since the technical specification from manufac-ture are, in general, insufficient, an experimental meas-urement is carried out. A simulation model using these experimental measurements is proposed. An approxima-tion of the mass flow stage characteristic of this five-way proportional valve is presented. This work is required to improve the performance of a mechanical simulator (BirthSIM) that is used to simulate labor during child-birth and to train students in the obstetrical art. BirthSIM is composed of a dynamic manikin simulating a pregnant human female and in witch a new-born head is located within a pelvis floor. The new-born head is connected with a pneumatic actuator driven by two ser-vodistributor FESTO. The objective of this research is to make BirthSIM work automatically, and to carry out the synthesis of the linear et nonlinear control laws in feed-back control in position or in force tracking according to desired trajectories.
Cet article est consacré à l’étude d’un nouvel algorithme de dérivation numérique via modes glissants. Nous présentons une étude comparative entre cet algorithme et un algorithme de dérivation classique. Des tests expérimentaux effectués illustrent l’efficacité d’un tel algorithme dans le cadre de commande d’un système électropneumatique par modes glissants d’ordre trois.

In this paper, a robust differentiator via sliding mode is studied. A comparative study between the robust differentiator and a classical one is presented. Implementation results of the proposed sliding mode differentiator in the context of third order sliding mode controller for an electropneumatic system are given to illustrate the developments.
Cet article présente et compare plusieurs topologies de circuits de conversion d'énergie RF-DC pour des applications d'alimentation sans fil. Des prototypes ont été conçus et caractérisés. L'influence de paramètres tels que l'impédance d'antenne et la valeur de la charge sur les performances de ces structures a été évaluée et mise en évidence expérimentalement. Les résultats de mesures montrent de bonnes performances en termes de rendement de conversion et d'efficacité énergétique par rapport à l'état de l'art, pour des faibles niveaux d'énergie microonde incidente, inférieur à 0 dBm.
Les caractéristiques courant-tension (I-V) et capacité-tension (C-V) de diodes Schottky Mo/SiC-4H ont été mesurées et analysées en fonction de la température entre 80 K et 400 K. Les caractéristiques I-V s’écartent notablement des caractéristiques idéales prévues par le modèle d’émission thermoïonique, à cause de l’inhomogénéité de ce contact Schottky. D’autres modèles ont donc été proposés dans la littérature. Après une brève revue des différents modèles existants, les paramètres principaux (facteur d’idéalité, hauteur de barrière, constante de Richardson effective)de ces diodes, ont été extraits dans le cadre d’un modèle de distribution gaussienne de la hauteur de barrière, dont la moyenne et l’écart-type dépendent linéairement de la tension et de la température, ainsi que dans le cadre du modèle des fluctuations de potentiel.Les résultats sont comparés aux valeurs extraites par C-V et aux valeurs de la littérature. Un lien est établi entre ces deux modèles. Des diodes de caractéristiques I-V différentes, présentant une simple barrière ou double barrière, ont été analysées par DLTS pour identifier les défauts profonds présents. Aucune différence notable n’a été trouvée
La recherche dans le domaine du Fluid Power a pour objectif la conception, la modélisation et simulation (ou réalité virtuelle) et la commande des systèmes Mécatroniques et plus particulièrement électropneumatiques, électrohydrauliques et hydrauliques à eau. Ces trois axes constituent les objectifs scientifiques amonts de l'équipe FTR sachant que cette équipe affiche clairement une volonté d'application et ainsi développe des plates-formes d'essais soit sur financement propre soit en relation avec des industriels du monde de l'énergie fluide (Bosch, Asco-Joucomatic, Festo, Moog, Hänchen) ou avec des médecins dans le cadre des applications en robotique médicale. Ce papier présente trois bancs d'essais développés au sein du Laboratoire d'Automatique Industrielle de l'INSA de Lyon : - Banc d'essai électropneumatique en translation - Banc d'essai électropneumatique en rotation - Banc d'essai électrohydraulique en translation
RÉSUMÉ. Cet article propose une méthode de conception sûre de systèmes de contrôle-commande embarqués à base de COTS ControlBuild. La méthode commence par l'élaboration des COTS ControlBuild, puis elle utilise la vérification formelle pour découvrir les erreurs de conception. Ensuite la technique de la synthèse du contrôleur discret (SCD) est employée pour corriger au-tomatiquement les erreurs détectées. La méthode proposée est illustrée sur un l'exemple d'un système ferroviaire d'accès voyageurs pour le train NAT. ABSTRACT. This paper proposes an approach for safe design of hardware embedded control sys-tems. The approach is based on a combination of formal verification and discrete controller synthesis techniques. Formal verification is solicited to detect design errors and provide coun-terexamples, while the Discrete Controller Synthesis technique is used to correct those error since it attempts to enforce previously verified specifications which do not hold. It automati-cally produces control code, which is correct by construction with respect to the specification to enforce. We illustrate the approach on a real train controller subsystem. MOTS-CLÉS : COTS, vérification formelle, synthèse de contrôleurs discrets, système à événements discrets, propriété de sûreté, propriété de vivacité.
Cette publication présente une démarche d'intégration de modèles sur une plateforme HIL. La finalité de cette démarche est d'obtenir une plateforme sur laquelle l'ensemble des plans de vérification des électroniques embarquées de véhicules industriels peut être réalisé. Elle est illustrée par la modélisation puis l'intégration d'un modèle de boîte de vitesses sur une plateforme HIL de Volvo Powertrain. La phase de modélisation s'appuie sur une représentation bond graph des phénomènes afin de mieux pouvoir les analyser et envisager leur simplification si nécessaire. Ce travail prend place dans un contexte plus important de réalisation d'une plateforme HIL permettant le test de tous les calculateurs associés à la chaîne cinématique complète d'un véhicule industriel hybride.
Une méthode de mesure de type Vélocimétrie par images de particules (PIV) adaptée aux mesures en espaces confinés et basée sur la réfraction de la nappe laser à l'interface entre le hublot transparent et l'écoulement est présentée dans ce travail. L'analyse optique de l'éclairement des particules ensemen-çant l'écoulement est effectuée par l'utilisation d'un modèle à rayon puis par la mesure de l'intensité lumineuse dans l'écoulement. Cette analyse permet ensuite l'étude critique des champs de vitesse obte-nus par cette méthode de mesure vis à vis de la structure de l'écoulement.
Dans cet article, nous souhaitons toucher du doigt la théorie du mélange dans le cadre des écoulements laminaires, qui sont instinctivement connus pour mal mélanger. Nous allons appliquer ici le principe du chaos, sur un exemple basé sur des écoulements paraboliques croisés pour illustrer qu’il est possible de mélanger malgré le caractère laminaire de l’écoulement. Cet article peut faire l’objet d’un petit exercice de programmation très accessible, à partir de n’importe quel outil de programmation (C, Fortran, ...), ou peut servir de point de départ pour un TIPE (Travaux d’initiative personnelle encadrés).
Le suivi de gouttelettes d'éther en évaporation dans une turbulence homogène et isotrope est réalisé par Holographie Numérique en Ligne. Les positions et diamètres de gouttes sont mesurés de manière précise grâce à un traitement par 'méthode inverse' des hologrammes. Le panache de vapeur, clairement visible sur les hologrammes, fait l'objet d'un second traitement. Il donne une indication sur l'orientation de la vitesse relative en parfait accord avec la vitesse relative déduite des mesures par méthode inverse et d'une équation de mouvement de la goutte. Cet accord indique que la précision des mesures de position et de diamètre est suffisante pour rendre compte de la dynamique de la goutte. La vitesse relative et ses fluctuations sont introduites dans un modèle simple d'évaporation / condensation à deux composants (éther et eau de l'air humide) préalablement appliqué avec succès dans le cas de gouttelettes en chute libre. Sur le faible échantillon présenté, l'évaporation de certaines gouttes est très bien décrite par le modèle. Au contraire environ 1 goutte sur 3 montrent des fluctuations importantes du taux d'évaporation qui ne sont pas reproduites par le modèle. D'après nos observations, basées sur un (trop) faible nombre de trajectoires, il semble que dans certains cas, les brusques changements de direction de la vitesse relative aient une influence au moins aussi grande sur le taux d'évaporation que les fluctuations en amplitude de cette vitesse, seules prises en compte dans le modèle.
Cette étude expérimentale a pour but d'étudier l'écoulement de proche sillage derrière un corps non profilé bidimensionnel par contrôle actif en boucle ouverte. Le rapport λ entre la vitesse sous l'obstacle U s et la vitesse incidente U∞ est ajustable ; dans les cas non contrôlés, la dissymétrie du sillage se traduit par différentes structurations de la zone de recirculation, avec ou sans zones décollées en contact avec le sol. Le contrôle est effectué par l'utilisation combinée d'un petit volet déflecteur et d'un jet pulsé ; une variation de la fréquence réduite d'actionnement StH construite sur la hauteur H de l'obstacle permet de quantifier un coefficient de pression Cp sur la face arrière de l'obstacle et d'identifier différents régimes d'écoulement suivant les valeurs de λ et St H : (i) pour λ = 1, diminution de Cp pour toutes les fréquences d'actionnement, et identification de fréquences discrètes entraînant une dégradation accrue du coefficient de pression - (ii) pour λ = 0.22, diminution de Cp à basse fréquence, mais augmentation du coefficient de pression avec un mécanisme de saturation à fréquence élevée. Pour λ = 0.22, l'écoulement naturel non contrôlé, est attaché au volet. On montre alors que l'augmentation de Cp pour l'écoulement contrôlé à haute fréquence s'accompagne d'une diminution du taux de croissance de l'épaisseur de la couche de cisaillement et d'une diminution des différentes tensions de Reynolds. Ces derniers résultats sont mis en regard avec des travaux récents effectués pour la diminution de traînée de corps 3D non profilés à culot droit.
Cet article présente l'étude d'un écoulement d'acoustic streaming, c'est-à-dire d'un écoulement quasi-permanent généré par la propagation d'une onde acoustique. Le travail consiste à confronter une étude expérimentale et sa modélisation numérique. Les ultrasons sont émis à 2MHz par un transducteur piézo-électrique de 29 mm de diamètre. Ce dernier est plongé dans une cuve d'eau équipée d'une paroi absorbante à l'extrémité opposée de la source. On ne s'intéresse pour l'instant qu'au champ lointain. Les mesures sont de deux types : champ de pression acoustique (hydrophone) et champ de vitesse (PIV-LDA). En parallèle, on effectue des simulations numériques directes avec le logiciel StarCCM+™. Il s'agit de résoudre les équations de Navier-Stokes en fluide incompressible complétées d'un terme source de force acoustique. L'expression de ce dernier est obtenue par séparation des échelles de temps, ce qui consiste à négliger à l'échelle de temps acoustique les variations temporelles, lentes, de l'écoulement généré. La démarche est ensuite analogue à celle utilisée en turbulence pour le calcul des tensions de Reynolds. On obtient finalement un bon accord entre les résultats expérimentaux et ceux de la modélisation numérique.
On étudie la génération de bruit dans une couche de mélange subsonique bidimensionnelle. Afin de calculer le rayonnement acoustique directement par la résolution des équation de Navier-Stokes filtrées, on utilise un code de simulation des grandes échelles (ALESIA pour Appropriate Large Eddy SImulation for Aeroacoustics) construit avec des techniques numériques spécifiques à l'aéroacoustique, en particulier au niveau des conditions aux limites. La couche de mélange est excitée à sa fréquence fondamentale et à son premier sous-harmonique pour fixer le lieu des appariements de tourbillons. Les fusions successives produisent un rayonnement acoustique à la fréquence de ces appariements, et le caractère de quadrupôle tournant de la source de bruit associée à deux tourbillons co-rotatifs est mise en évidence. La dynamique des appariements est également analysée pour expliquer le rayonnement acoustique global obtenu.

Noise generation by vortex pairings in shear flows. Noise generation in a bidimensional subsonic mixing layer is investigated. In order to obtain the acoustic radiation directly from the filtered Navier-Stokes equations, a large eddy simulation code (ALESIA, Appropriate Large Eddy SImulation for Aeroacoustics) is built up using specific numerical techniques of computational aeroacoustics, and especially for boundary conditions. The mixing layer is excited at its fundamental frequency and its first sub-harmonic frequency to fix the location of vortex pairings. The successive pairings generate an acoustic radiation at the frequency of pairings. The sound generation mechanism corresponds to the rotating quadrupole associated to two co-rotative vortices. The dynamics of vortex pairings is also analysed to explain the whole acoustic field. © 2000 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS large eddy simulation (LES) / computational aeroacoustics (CAA) / mixing layer / vortex pairing / rotating quadrupole
L'objectif de cette étude est de développer une méthode numérique pour simuler des écoulements tur-bulents sur des terrains complexes. La simulation des grandes échelles (SGE) est utilisée pour calculer l'écoulement du fluide. Cette méthode est couplée avec une méthode de frontière immergée, qui utilise un forçage direct selon une méthode proposée par Lunquist [1]. Les particules solides sont suivies par une approche lagrangienne. Un modèle d'envol est appliqué pour initialiser le mouvement des particules solides tandis que les interactions entre les particules et le sol sont prises en compte par un modèle de rebond. Un cas canonique d'écoulement turbulent sur une colline gaussienne est utilisé pour valider la méthode de frontière immergée couplée avec la SGE. Les caractéristiques de la zone de recirculation ainsi que des profils de vitesse du fluide et de concentration des particules sont presentés. Le bon accord entre les résultats de la simulation et les donnés expérimentales démontre la fiabilité de cette méthode améliorée, qui sera ensuite appliquée pour des cas de simulation d'écoulement turbulent sur une dune déformable.

The aim of this study is to develop a numerical method to simulate the turbulent boundary flow with solid particle movement over a complex terrain. Large-eddy simulation (LES) is used to compute the flow field with an immersed boundary method, which is imposed by direct forcing as suggested by Lunquist [1]. Solid particles are taken into account through a Lagrangian approach. The entrainment model is applied to initialize the particle movement while particle/soil interaction is accounted for by the rebound model. A canonical simulation case of a turbulent boundary layer flow over a Gaussian dune is performed to verify the accuracy of the immersed boundary method coupled with LES. Recirculation region characteristics, fluid velocity profiles as well as particle concentrations at different streamwise positions are presented. Good agreement between experimental data and simulated results demonstrates the ability of the improved solver, which will be applied to the simulation of turbulent boundary layer flow over a deformable sand dune.
Le transfert de masse au niveau d'une interface gaz-liquide est un phénomène d'importance dans de nombreux procédés industriels et environnementaux. Sa vitesse dépend fortement des caractéristiques de l'écoulement dans une très fine région située directement sous l'interface. Dans cette étude, une turbulence contrôlée est générée au moyen d'un dispositif de grille oscillante et caractérisée par PIV (Particle Image Velocimetry). Des techniques de PLIFB (Planar Laser Induced Fluorescence « Bloquée ») et de PIV Stéréoscopique (SPIV) sont appliquées dans la région proche interface pour y décrire la turbulence et les phénomènes de transfert de masse. Un écoulement fortement tridimensionnel et une influence marquée de la turbulence sur les profils de concentration et le coefficient de transfert de masse sont observés.

Mass transfer at gas-liquid interfaces is of great importance in many environmental and industrial processes. The mass transfer velocity strongly depends on the flow characteristics in rally thin sublayers underneath the interface. In the present study, a controlled turbulence is generated by an oscillating grid appartus and characterized by Particle ImageVelocimetry measurements (PIV). Quenched Planar Laser Induced Fluorescence (Q-PLIF) and StereoscopicParticle Image Velocimetry (SPIV) techniques are applied in the sub-surface region to describe the turbulence and the mass transfer phenomena close to the interface.The strongly three-dimensional feature of the flow is identified, and its influence on scalar concentration profiles and structures is observed.
L'Equipe d'Enseignement de Mécanique des Fluides de l'Ecole Centrale de Lyon pratique une nouvelle pédagogie pour les Travaux Pratiques dédiés aux élèves de 2ème année. Plutôt que de réaliser classiquement une expérience formatée sur une installation dédiée, les étudiants définissent eux-mêmes un thème scientifique et technique qu'ils illustrent grâce à un panel d'installations expérimentales et de simulations numériques. Lors d'une première séance, les étudiants choisissent leur thème d'étude et définissent des objectifs et des concepts à illustrer, en lien avec les enseignements théoriques dispensés. Ils identifient les installations expérimentales et les simulations utiles. Lors des deux séances intermédiaires, ils réalisent leurs expériences et des simulations numériques, menées sur les mêmes configurations. Les données traitées sont analysées en cohérence avec les objectifs prédéfinis, et en confrontant les approches numériques et expérimentales. La dernière séance est consacrée à la restitution. Un rapport écrit et un exposé oral constituent un exercice de synthèse. Par ailleurs, l'exposé oral est un vecteur de transmission des connaissances acquises, à l'adresse des étudiants ayant choisi un autre thème d'étude.

The Fluid Mechanics Teaching Group of Ecole Centrale de Lyon introduced new teaching methods for the lab works of 2nd year students (eq. Master 1). Instead of a classical linear experiment on a dedicated rig, the students choose a scientific ant technical theme they illustrate on a panel of rigs and numerical simulations. During the first session, the students choose a theme and define objectives and concepts to illustrate, in conjunction with the theoretical classes. They also select appropriate experimental rigs and numerical simulations. During the next two sessions, they have to carry out the experiments and simulations, over the same configurations. Data are analyzed according to the objectives, combining experimental and numerical approaches. Finally, the work is synthesized through a report and a presentation during the last session. This talk is also a way to present the results to the other groups that studied different themes.
Ce travail présente le fonctionnemnet de la population d'éperlan Osmerus eperlanus dans le bassin versant de la Gironde entre 1979 et 1996 et examine les liens possibles avec la température.