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Optimisation de systèmes multi-physiques par une approche stochastique - Application au domaine de l’hydraulique de forte puissance par Marwa El Hajj

Présentée par : Marwa El Hajj Discipline : Mécanique, génie mécanique, génie civil Laboratoire : LISV

Résumé :
Les travaux de recherche présentés dans ce mémoire œuvrent à définir une méthode stochastique heuristique structurée en deux niveaux pour recaler des modèles et optimiser des conceptions de systèmes mécatroniques, tels que les engins de forte puissance électro-hydromécaniques, et plus particulièrement les pelleteuses.
Dans un premier temps nous avons proposé une méthode de recalage global de modèles de systèmes multi-physiques. Les objectifs de cette méthode sont de proposer une solution globale, plus précise, plus efficace, nécessitant le minimum de temps de calcul et ayant un coût de mise en œuvre le plus faible possible. Cette méthode s'appuie sur un modèle numérique, un logiciel de simulation et un algorithme stochastique heuristique basé sur le principe d’Algorithme Génétique.
La deuxième partie de nos travaux de recherche a été consacrée à l'optimisation de systèmes multi-physique, et plus particulièrement à l'optimisation de système de récupérations d'énergie. Nous avons présenté une bibliographique détaillée des solutions technologiques pouvant réduire la consommation énergétique des systèmes hydrauliques dont nous avons proposé une classification. Dans la suite, nous avons proposé une méthode pour calibrer les paramètres des systèmes de récupération de façon optimale. Afin de démontrer la pertinence de la méthode, nous l'avons appliqué à une solution de récupération d’énergie potentielle. Ainsi, nous avons démontré que notre méthode permet l’identification précise des paramètres inconnus des systèmes de récupération en garantissant le minimum de consommation énergétique tout et en conservant les mêmes capacités de fonctionnement.

Abstract :
The purpose of this thesis is to develop a new methodology for the calibration and the optimization of multi-physics systems. Given the context in which the work was done, we mainly focused on hydro-electromechanic circuits for excavators.
In the first part of this thesis we proposed a new approach to calibrate a complex multi-domain system. This approach should respect three conditions: the simplicity by using simulation software, the globalization and the accuracy with least calculation. Thus, we proposed a method that combines an optimization technique coupled with the simulated model on simulation software.
The second part is dedicated to the optimization of the hydro-electromechanic circuits of excavators.
Hence, an overview on the energy saving principles is discussed and then classed based on the type of the energy recovered.
After that, we proposed a new approach to design the energy recovery system. In order to demonstrate its relevance, we applied this approach on an energy recovery patent. Results concluded that our proposed method proved its accuracy that lead to the most accurate results.
Informations complémentaires
Pascal LAFON, Professeur des Universités, à l’Université de Technologie de Troyes/Laboratoire des Systèmes Mécaniques et Ingénierie Simultanée (LASMIS) - UMR CNRS 6281 - Troyes - Rapporteur
Marwan SADEK, Maître de Conférences, Habilité à Diriger des Recherches, à l’Université de Lille 1/Laboratoire Génie Civil et géo-Environnement
(LGCgE) - Villeneuve d’Ascq - Rapporteur
Yasser ALAYLI, Professeur des Universités, à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire d’Ingénierie et des Systèmes de Versailles (LISV) - Velizy - Directeur de thèse
Rafic YOUNES, Professeur des Universités, à l’Université Libanaise/Campus Rafic Hariri - Faculté de Génie section III - Beyrouth (Liban) - Co-Directeur de thèse
Sébastien CHARLES, Maître de Conférences, à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire d’Ingénierie et des Systèmes de Versailles (LISV) - Velizy - Co-Encadrant de thèse
Fethi BEN OUEZDOU, Professeur des Universités, à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire d’Ingénierie et des Systèmes de Versailles (LISV) - Velizy - Examinateur
Marc SARTOR, Professeur des Universités, à l’Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse (INSA)/Modélisation des Systèmes et Microsystèmes Mécaniques (MS2M) - Toulouse - Examinateur
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