Liste de sujets

Centre d’Études Doctorales: Recherche et Innovation pour les
Sciences de l’Ingénieur
Proposition des sujets de thèse pour l’année 2014/2015
N°
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Sujet
Objectif
Etude du formage
incrémentale multi
passes
La production des pièces métalliques pour le prototypage ou des faibles séries à
partir de tôles minces, est souvent problématique pour les industriels. Les
fabricants doivent réduire le coût du développement d’un ensemble d’outillages et
être capable de réagir rapidement pour répondre aux besoins de leurs clients.
Dans ce contexte, les procédés de formage non conventionnels se sont beaucoup
développés au cours de ces dernières années. Parmi ces procédés, le formage
incrémental représente une alternative intéressante à l’emboutissage classique.
Son principe est de déformer localement une tôle à l’aide d’un outil rigide à bout
hémisphérique. Avec une trajectoire d’outil donnée, la tôle aura la forme finale
souhaitée. L’avantage de ce procédé est sa très grande flexibilité et le faible coût
de l’outillage.
Les objectifs de cette thèse sont les suivants :
(1) Réalisation d’une étude bibliographique du Formage incrémentale multi passe ;
(2) Caractérisation du comportement des matériaux ;
(3) Simulation numérique du procédé et optimisation de la trajectoire de l’outil ;
(4) Validation de l’étude par la réalisation des pièces sur le centre CNC de l’école.
Solution alternative
de pompage d’eau
alimentée par des
énergies
renouvelables
Pour instaurer les mécanismes d’un développement durable, il est nécessaire de
proposer des nouvelles solutions technologiques permettant de résoudre les
contraintes liées à l’accès à l’énergie pour tous.
Ce projet de thèse vise de comparer les différents concepts possibles pour le
pompage de l’eau en utilisant les énergies renouvelables (photovoltaïque, éolienne
ou une combinaison des deux…). L’objectif final est de définir les meilleures
solutions en vue d’un développement industriel.
Il s’agit de :
- l’analyse du contexte actuel : Etat de l’art technologique, marché potentiel,
acteurs importants…
- Etude de faisabilité, dimensionnement du pilote expérimental
- Développement d’une base de connaissances et qualification des modèles des
composants.
- Expérimentation sur pilote et optimisation des solutions matures (PV, Eolien)
L’optimisation des solutions retenues doit prendre en compte des critères
techniques, économiques et environnementaux.
Ce projet de thèse va profiter de notre expérience acquise durant le projet ‘Sahara
trade winds to hydrogen: applied research for sustainable energy systems’ financé
par l’OTAN, dans le cadre duquel nous avons développé un pilote composé d’une
éolienne (3.6 kW) couplée à une électropompe.
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Optimisation de la
commande pour une
gestion intelligente
d’énergie dans un
véhicule électrique
des outils d’aide à la
décision pour
l’intégration de
contraintes
logistiques et du PLM
(gestion du cycle de
vie du produit)
Les recherches actuelles en électronique de puissance dans le domaine des
applications automobiles notamment la voiture électrique (EV) et la voiture
hybride électrique (HEV) se focalisent essentiellement sur les convertisseurs de
puissance destinés à la gestion d’énergie embarquée dans ces véhicules. La
disparité des niveaux de tensions et des courants entre les sources (pile à
combustible, batteries, supercondensateurs) et les charges de la voiture (moteur
de traction, auxiliaires) rend indispensable l’utilisation de tels dispositifs. La plupart
de ces recherches proposent des topologies de convertisseurs à tension de bus
continu (bus DC) constante dépassant souvent la centaine de volts.
La littérature dans le domaine de l’électronique de puissance embarquée
démontre que les pertes énergétiques du convertisseur de conditionnement de
l’énergie (convertisseur DC-DC) sont d’autant plus importantes (c.-à-d. un
rendement d’autant plus faible) que les niveaux de tensions des sources et du bus
DC lié à la charge sont éloignés. Les topologies de convertisseurs de puissance
proposées dans la littérature pour le conditionnement de l’énergie à bord des EV
n’intègrent pas vraiment ce paramètre dans leur choix.
Dans ce sujet de thèse, nous allons étudier une nouvelle approche de modélisation
et de commande de ces convertisseurs afin de contribuer majoritairement à
l’optimisation et la maitrise de gestion d’énergie sur les EVs (ou les HEVs).
La partie expérimentale de ce travail sera réalisée avec la collaboration du
laboratoire LUSAC de l’Université CAEN de basse Normandie- France.
Le tissu industriel actuel relève le défi des coûts-qualité-délai-fiabilité et sécurité
environnementale à travers des techniques innovantes pour la conception,
l’organisation et le pilotage des systèmes de production. Ces techniques ont connu
ces dernières années une avancée incroyable. Les entreprises multi nationales
avec des sites répartis dans le monde entier sont capables d’optimiser globalement
l’ensemble des activités logistiques pour obtenir des économies importantes.
Grâce aux différentes technologies d’optimisation, de communication et
d’information, une entreprise peut optimiser son portefeuille avec les différents
partenaires de la supply chain. Dès les premières phases de conception de produit,
l’entreprise fait participer les différents fournisseurs ainsi que les différents acteurs
logistiques pour les choix techniques et économique du produit. Le Product
lifecycle management a rendu possible la maîtrise et le suivi des produits.
Notre sujet de thèse entre dans ce cadre et consiste à développer des outils de
décision et de communication permettant l’optimisation des coûts, des délais, la
qualité, la fiabilité d’un ensemble de produits durant leur cycle de vie. Ceci, dès
leurs premières phases de conception (au niveau de sa maquette numérique). Un
système multi agents est recommandé assurant la coordination et la
communication.
Les modèles développés doivent être validés sur des cas industriels.
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Depuis une dizaine d’années, on a pu assister à un intérêt grandissant pour une
nouvelle classe de matériaux renforcés par des particules de taille nanométriques,
les nanocomposites. L’introduction de charges permet d’améliorer les propriétés
mécaniques et physiques de la matrice pour un coût de revient modéré. La
spécificité de ces nouvelles particules réside dans le fait qu’au moins une de leur
dimension est à l’échelle nanométrique. Dans la vaste famille des nanocomposites,
nous allons traiter le cas d’une matrice thermoplastique à renfort d’oxydes
Etude et formulation métalliques ou nanotube de carbone.
de nanocomposites à Le développement de ces matériaux sont multiples et touchent déjà de nombreux
base de polymères
domaines d’application comme celui de la construction, des transports, de
thermoplastiques,
l’emballage alimentaire, des articles de sport, du textile, etc.
En général le projet suivra les étapes suivantes :
chargés d’oxydes
- Présentation des matériaux à utiliser ;
métalliques et
- Etude expérimentale de l’élaboration des nanocomposites à matrice
nanotubes de carbone
thermoplastiques et comparaison de l’efficacité de chacun.
- Etape de caractérisation : différentes techniques de caractérisation des
matériaux élaborés durant le travail.
- Modélisation de propriétés modifiées en fonction des différents
paramètres d’élaboration.
Application de
méthodes de la
logique floue aux
problèmes de
management
industriel
La logique floue est une extension de la logique classique qui permet la
modélisation des imperfections des données et se rapproche dans une certaine
mesure de la flexibilité du raisonnement humain. Elle permet de capturer des
concepts tels la granularité et de localité. D’où son intérêt pour les systèmes de
gestion industrielle qui sont souvent complexes, demandant des décisions
réalistes.
La théorie des ensembles flous a été largement appliquée à la commande ou la
régulation industrielle par ex.
La logique floue a ses domaines de prédilection où elle fait merveille, dès
qu’entren en jeu une expertise, une prise de décision nuancée, la prise en compte
de phénomènes non-linéaires, de paramètres subjectifs, voire des facteurs de
décision contradictoires.
Dans ce projet de thèse on s’intéresse aux applications concernant les chaines
logistiques, la production la maintenance et aussi la qualité de la production. On
traite d’abord, chacun des objectifs séparément et ensuite on fait appel à des
modélisations multiobjectifs - avec des aspects flous- demandant plus de travail
théorique. Le traitement de cas concrets industriels est obligatoitre, par ex.
l’industrie automobile.
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Optimisation
Evolutionnaire pour
les problèmes de
Gestion Industriel au
sein des chaines
logistiques
Plusieurs problèmes industriels -dans les Chaines logistiques- sont naturellement
modélisés par des programmes mathématiques avec différents objectifs qui
peuvent être en conflits. Les Chaines logistiques sont en gros des réseaux formés
par plusieurs entités autonomes, avec plusieurs niveaux de performance et des
objectifs mixtes.
Par exemple, on peut traiter le problème du VRP (Vehicle Routing Problem). Il est
difficile de trouver une solution optimale avec des méthodes rationnelles. D’où on
fait appel à des techniques d’intelligence artificielle dont les métaheuristiques par
ex les algorithmes génétiques généralisés ici par algorithmes évolutionnaires.
Dans ce projet de thèse on va s’intéresser à l’utilisation des techniques
multiobjectfs évolutionnaires pour les chaines logistiques entre autres.
Modélisation et
Critères d’Efficacité
dans la Logistique du
Transport
(Etude de cas
pratiques du
transport au Maroc)
Faire une modélisation d'une fonction stochastique de production pour le secteur
du transport sur la base des données des entreprises qui opèrent dans ce secteur:
cette fonction de production est une frontière (une norme d’optimalité) de la
production des prestations de transport. Une distinction est faite entre la
production du transport et le transport de la production. Le premier point est
privilégié dans cette étude.
- toute entreprise qui se situe sur cette frontière serait efficace compte tenu de la
combinaison des facteurs de production qu'elle utilise. Les autres entreprises qui
ne se situent pas sur la frontière seront qualifiées d’inefficaces.
-le travail devrait analyser et interpréter les résultats tout en décomposant les
paramètres de cette inefficacité.
Donc, il s’agit dans ce sujet de l’étude de transport en soi avec une approche de
modélisation et de déduction de critères d’efficacité en faisant intervenir
éventuellement des paramètres externes revêtant un caractère aléatoire ou bruit
statistique.
Dans ce sujet de thèse, il faut au préalable étudier les modèles mathématiques
des réseaux de transport, pour mener une telle analyse.
Etude et
Développement d’un
système informatique
de pilotage de
production intégré à
base d’une approche
Mutli-agents
Les logiciels de pilotage de production MES assurent les fonctions de contrôle
d’exécution et permettent de relier le système de gestion et le système de
commande et de supervision des différents machines. Avec le succès de l’approche
composant dans le domaine informatique, des standards composant ont été
développées, pour les systèmes automatisés de production. Une Plate-forme
d'Intégration qui comporte les différents composants implémentant différents
services permet de créer un système ouvert, réutilisable et intégré. Récemment, il
y a eu une tendance vers l’introduction d’une agilité, adaptabilité et autonomie et
au niveau des systèmes de production pour affronter les environnements
dynamiques et incertains. Cependant, les approches composant actuelles
proposent des architectures centralisées de pilotage et sont incapables d’affronter
ces nouveaux défis.
Pour vaincre la rigidité du pilotage dans les MES centralisé, l'idée d'un MES
distribué et intelligent qui coopère avec le système de planification central est un
enjeu stratégique. Dans ce sujet de thèse, nous proposons d’aller au delà de
l’approche composant et de proposer une nouvelle approche à base de système
Multi-agents pour la modélisation et d’implantation d’un Système MES en vue d’un
pilotage intelligent du système de production.
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Modélisation,
simulation et stabilité
d’un smart grid à base
des énergies
renouvelables
Développement d’une
stratégie de
diagnostic et de
détection des
anomalies et des
dérives dans un
système industriel
Transformation de
phases et design de
microstructure des
aciers 3eme
génération pour
l'allégement de
structure des
véhicules
Le contexte de la transition énergétique et l’augmentation considérable de la
production de l’énergie électrique par des énergies renouvelables (photovoltaïque,
éolien, Hydrolien, …) nécessitent le développement de nouvelles méthodes et des
outils pour optimiser la gestion de l’énergie entre la demande et la production tout
en intégrant le stockage de l’énergie. Ainsi, les réseaux intelligents ou smart-grid
sont adaptés à ces modes de production de l’énergie. Cependant il faut développer
des méthodes et des outils pour étudier la stabilité des smart grid qui sont soumis
à une production intermittentes et à des charges très dynamique (consommation,
stockage, charge des batteries des véhicules électriques, …)
Le travail proposé consiste dans un premier temps de faire une recherche
bibliographique dans le domaine des smart grid. Dans un deuxième temps, il faut
modéliser un smart grid en intégrant des sources à base des énergies
renouvelables, le stockage et la consommation avec la possibilité de charger des
batteries des véhicules électriques. Cette modélisation a pour objectif d’étudier le
comportement du smart grid.
Le premier résultat de cette thèse sera une méthodologie innovante et un outil de
simulation rapide adapté aux problèmes posés par l’intermittence des ENRs et
l’aspect dynamique de la charge dans un réseau de distribution dans le contexte
des smart grids.
Enfin, il faut étudier la stabilité d’un tel smart grid.
Ce travail sera réalisé en collaboration entre : l’ENSAM-Meknes-Maroc, l’université
de Caen Basse Normandie en France et Tennessee Tech University aux USA.
Dans un environnement économique caractérisé par l’incertitude et une
concurrence rude, les entreprises se doivent d’être plus réactives et plus
innovantes. En effet, les évolutions rapides de la demande rendent de plus en plus
difficile la rentabilisation des investissements.
Pour faire face à cette situation et réduire les couts liés au développement de ses
projets. L’entreprise accorde une importance majeure à la phase d’industrialisation
de ces produits. C’est dans cette phase qu’il faut étudier toute les alternatives pour
proposer une stratégie de production qui permet de répondre aux mieux à la
demande du client et à moindre cout. C’est dans cette optique que s’inscrit cette
thèse. Il vise à l’optimisation du processus de fabrication et à donner un diagnostic
de détection des anomalies, afin de minimiser les dérives dans un système
industriel.
Dans l’industrie de transport, il y a un intérêt croissant pour développer de
nouveaux aciers, en particulier la troisième génération des aciers avancés (3rd
generation of AHSS). Cette troisième génération des AHSSs contient des quantités
considérables d’éléments, et de phases contribuant à augmenter leur résistance,
comme : la martensite, la bainite et ferrite. Le comportement composé de la
structure multiphase et de l’effet TRIP (Transformation Induced Plasticity) ou
l’effet TWIP (Twinning Induced Plasticity) lié à la présence de l’austénite résiduelle
permet d’obtenir un excellent compromis entre résistance et ductilité qui est
désiré pour les procédés de formage.
Ce sujet de thèse consiste à étudier les transformations de phase et le design des
aciers de troisième génération pour une application en transport, plus
particulièrement en automobile.
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Elaboration d’une
commande de
poursuite du point à
puissance maximale
d’un générateur
photovoltaïque
alimentant une
charge alternative via
un convertisseur
DC/AC
L’adaptation du niveau de tension entre un générateur photovoltaïque (GPV) et
une charge alternative via un onduleur d’électronique de puissance vise à
transférer le maximum de puissance. Cette adaptation exige une commande
adéquate pour un fonctionnement au Point à Puissance Maximale (PPM). La
littérature propose des solutions de contrôle pour la recherche du PPM grâce à un
convertisseur DC/DC suivi d’un convertisseur DC/AC placés entre le GPV et la
charge. La plupart de ces commandes sont caractérisées par leur complexité et
leur implémentation risque d’être coûteuse.
Les travaux qui seront menés dans Cette future thèse doivent présenter une
approche simple et originale de la problématique. Nos travaux concernent
l’élaboration d’une commande efficace et robuste de poursuite du point à
puissance maximale. Un tel système est composé d’un générateur photovoltaïque,
d’une charge alternative et d’un onduleur d’électronique de puissance placé entre
eux.
Conception en vue de
la réalisation d’une
commande MPPT
pour le
fonctionnement à
puissance maximale
d’un générateur
photovoltaïque
alimentant une
charge à courant
continu via un
convertisseur DC/DC
Les travaux qui seront présentés dans cette future thèse concernent la
problématique du fonctionnement optimal d’un générateur photovoltaïque (GPV).
Ce dernier, présente des caractéristiques I(V) non linéaires avec des points où la
puissance fournie est maximale. Ces caractéristiques dépendent du niveau
d’éclairement et de la température. De plus, selon la caractéristique de la charge
alimentée directement par le GPV, nous pouvons trouver un écart entre la
puissance maximale du générateur et celle réellement transférée. La solution
communément adoptée est de placer un étage d’adaptation entre Le GPV et la
charge DC. Cet étage n’est autre qu’un convertisseur statique DC/DC
d’électronique de puissance.
L’objectif est de faire la conception et la simulation, d’une commande de poursuite
du point à puissance maximale du GPV déjà existante théoriquement, en vue de sa
réalisation. Ce type de commande est connu sous l’acronyme MPPT qui signifie en
anglais "Maximum Power Point Tracking". Notre commande MPPT va faire varier le
rapport cyclique du convertisseur de telle sorte que la puissance fournie par le GPV
à la charge DC soit maximale.
Modélisation
d'écoulement de
fluides complexes
dans un système
énergétique avec
transformation de
phase
Dans le cadre de cette thèse nous proposons de nous pencher sur des
phénomènes de changement de phase solide-liquide en écoulement dans un
système énergétique par voie de modélisation. Nous nous attacherons à la
modélisation du changement de phase et plus particulièrement à la description
des interfaces liquide-solide par des modèles capables d'intégrer la
thermodynamique des phénomènes physiques, l’écoulement laminaire/turbulent
à l'aide de concepts sophistiqués comme celui des interfaces diffuses pour le
changement de phase solide-liquide et des modèles hybrides (RANS/LES) pour
l’écoulement. Nous proposons de coupler cette modélisation à la résolution
numérique Bidimensionnelle et tridimensionnelle des équations de l'écoulement,
du transfert de chaleur et de masse en tenant compte, à terme, des dépendances
précités entre rhéologie, composition et température aussi bien dans la phase
liquide qu'à l'interface.
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Modélisation et
simulation de la
transformation solideliquide : application
au stockage de
l’énergie solaire
Etude du couplage
des moteurs Stirling
et les champs solaires
à miroir de Fresnel
Valorisation
énergétique des sous
produits agricoles par
les moteurs Stirling à
moyenne et haute
température
Le stockage de l’énergie thermique (sensible et latent) est au cœur des enjeux
actuels, qu’il s’agisse d’optimiser les ressources énergétiques ou d’en favoriser
l’accès. Il permet d’ajuster la « production » et la « consommation » d’énergie en
limitant les pertes. L’énergie thermique (la chaleur/froid), stockée lorsque sa
disponibilité est supérieure aux besoins, peut être restituée à un moment où la
demande s’avère plus importante. Face à l’intermittence ou la fluctuation de
production de certaines énergies, par exemple l’énergie solaire, cette opération
permet également de répondre à une demande constante.
L’objectif de cette thèse est de :
- Réaliser une étude bibliographique pour sélectionner les matériaux à
changement de phase (MCP) permettant de stocker l’énergie thermique à
moyenne et à haute température.
- Caractériser thermiquement les MCP avec la technique DSC (Differential
Scanning Calorimeter).
- Proposer un modèle physique permettant de décrire la cinétique de
transition de phase solide-liquide.
L’exploitation de l’énergie solaire par un moteur Stirling constitue l’une des
préoccupations des chercheurs, en passant par les moteurs à basse température
jusqu’a la concentration par les miroirs paraboliques. Cependant, les recherches
appliquées traitant du couplage du moteurs Stirling à un champ solaire à miroir de
Fresnel ne sont pas suffisamment, voir quasiment ne sont pas, abordées.
Le but du sujet proposé, est d’analyser les différents paramètres régissant ce
couplage en vue de son optimisation, ce qui présentera une solution alternative
aux cycles ORC abondamment étudiés dans la littérature. Une partie du sujet sera
également consacrée à l’étude du même couplage aux systèmes thermoacoustiques.
Dans un contexte énergétique marocain, caractérisé par une quasi- dépendance en
matière de combustibles fossiles, la recherche d’autres alternatives pour la
production de l’énergie électrique, constitue un challenge pour les chercheurs
marocains.
Les Moteur Stirling présentent une solution prometteuse pour l’exploitation des
différentes formes d’énergie, en l’occurrence la biomasse, étant donné que ces
machines sont des moteurs à combustion externe.
L’objective de la présente thèse est l’étude de la valorisation des sous produits
agricoles (comme les oliviers) par le biais des moteurs Stirling.
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Etude de l’aide à la
décision par
optimisation
multicritère pour
l’exploitation des
différentes formes
d’énergie par une
moteur Stirling
Elaboration,
caractérisation et
études des
nanocomposites
argile / polymère pour
usage industriel
Les Moteur Stirling présentent une solution prometteuse pour l’exploitation des
différentes formes d’énergie (Solaire, Biomasse, Produits pétrolier,…). Toutefois,
l’utilisation d’une telle solution pratique dans notre contexte énergétique
marocain et d’une manière efficiente n’est quasiment pas abordée.
En plus de la diversité des sources d’énergie qu’on peut exploiter, une multitude
de paramètres de conception conditionne le fonctionnement et le rendement
d’une telle machine.
Le présent sujet vise à produire une base de connaissance afin de contribuer à
l’aide à la décision pour l’identification des configurations efficace quand on
cherche à utiliser les moteurs Stirling. Les solutions seront évaluées sur une base
multicritère. Les fonctions objectifs doivent cibler les performances de la machine,
les impacts environnementaux, le coût, etc.
A la base de travaux récents publiés par notre équipe de recherche, ce sujet a pour
objectif de proposer une démarche d’élaboration et de caractérisation de
nouveaux nanocomposites, à matrice argileuse et renforts thermoplastiques ou
thermodurcissables.
D’un point de vue pratique, les modifications des propriétés physico-chimiques du
matériau de base à adopter (l’argile) seront choisies en fonction de besoins réels,
relativement à un secteur d’activité donné, tel que le secteur des matériaux de
construction (briques réfractaires, isolation thermique et acoustique, etc.), la
géotechnique (consolidation du sol et modification du comportement mécanique),
etc.
En général, le projet se fera en quatre principales étapes :
- Etude des matériaux à adopter ;
- Proposition de différent protocoles expérimentaux et comparaison de l’efficacité
de chacun. Proposition d’un plan d’expériences logique à suivre afin de maximiser
l’efficacité des résultats d’essais obtenus ;
- Etape de caractérisation : faite tout au long du cycle de vie des matériaux, avant
élaboration, au cours de l’élaboration et après élaboration (éprouvette de
laboratoire ou à l’exploitation) ;
- Modélisation des propriétés modifiées, en fonction des différents paramètres
d’élaboration.
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Ontologie dans le
domaine des
systèmes
informatiques de
pilotage de
production
Spécification et
vérification des
produits
« Vers un
tolérancement
multiphysique »
Cette thèse se place au cœur de la problématique de conception des systèmes de
production comportant des processus complexes, et contenant un nombre
important d'instruments et d'équipements hétérogènes. Augmenter la flexibilité
de tels systèmes demande l’utilisation d’outils méthodologiques, organisationnels
et technologiques bien adaptés. Cette thèse aura pour but de proposer une
méthodologie pour la définition, le choix et l’implémentation des systèmes
informatiques de pilotage de production. Cette méthodologie doit intégrer des
éléments de flexibilité et de réactivité à toutes les étapes. L’outil de modélisation à
utiliser doit être indépendant de la plate-forme, UML par exemple, pour permettre
la réutilisation. D’autre part, il faut se baser sur une ontologie du domaine
d’automatisation ou si possible utiliser un langage spécifique au domaine
d'automatisation, pour modéliser les fonctionnalités, qui soit compatible avec les
méthodes standards et les pratiques existantes.
L’une des démarches est :
1- Faire un état de l’art dans le domaine des ontologies des systèmes
informatiques de pilotage ;
2- Proposer une démanche de conception de ces systèmes et une ontologie pour
résoudre les problèmes d’interopérabilité sémantique ;
3- Valider cette démarche par des études de cas de développement de logiciels
MES, dans des environnements pédagogiques et industriel, afin de fournir à la
communauté des exemples d’école.
Afin de garantir les performances et la précision des produits, les concepteurs
tendent à serrer les tolérances pour assurer les exigences fonctionnelles alors que
les industriels préfèrent des tolérances plus larges pour réduire les coûts et
maîtriser la concurrence. Le problème est de déterminer, en prévisionnel, les
caractéristiques à vérifier sur chaque pièce prise indépendamment l’une des
autres pour que le montage respecte ces exigences, tout en assurant
l’interchangeabilité des pièces.
Le développement d’outils d’analyse et de synthèse des tolérances est devenu un
objectif industriel primordial pour raccourcir les délais d’industrialisation des
produits et réduire les coûts induits par une cotation aux tolérances abusives. De
plus, l’apparition de nouveaux produits tels que les produits mécatroniques et de
nouvelles méthodes de travail telles que l’ingénierie simultanée, nécessite la mise
en place d’outils d’aide au tolérancement unifiés entre tous les métiers de la
production.
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Interaction entre film
mince et surfaces
rugueuses
« Étude
Thermoélastohydrody
namique des joints à
lèvre »
Aide à la décision en
conception
préliminaire par la
prise en compte de la
vision
environnementale
Un joint à lèvre fait partie des éléments d'étanchéité dynamique les plus utilisés
dans tous les domaines industriels. En effet, grâce à sa composition structurelle
(lèvre en élastomère, ressort de compression métallique, insert en acier) il
empêche la fuite du fluide étanché et sa contamination par le milieu environnant,
mais aussi il résiste aux effets de frottement entre l'arbre et la lèvre.
Depuis les années 70, plusieurs études expérimentales et numériques ont été
menées, et ont montré la complexité du modèle théorique à cause des différents
facteurs tribologiques qui influent le bon fonctionnement d'un joint, tels que: les
états de surface de la lèvre et l'arbre, l'élasticité du joint et surtout l'effet
thermique sur le comportement du matériau et les propriétés viscochimiques du
lubrifiant.
D'après la littérature internationale, aucune étude n'a été menée pour tenir en
compte de ses paramètres d'interaction entre lèvre/arbre/film mince en régime
transitoire, c'est ainsi que ce travail de thèse, vise principalement à se rapprocher
du modèle réel, en accouplant l'équation du film mince avec les lois de
comportement de la lèvre et aussi résoudre l'équation de la chaleur pour pouvoir
récupérer la température, la pression et l'épaisseur du film en fonction du temps.
Ce type de modélisation appelée : "Modèle Thermo-élasto-hydrodynamique", sera
confrontée aux résultats expérimentaux existants dans la bibliographie, pour
pouvoir la valider et l'exploiter pour des surfaces d'arbre de nouvelle génération
en Teflon.
L’enjeu économique du développement de produits industriels nécessite la
prise en compte du processus de conception dans sa globalité, c’est-à-dire sur
l’ensemble du cycle de vie, depuis les premières réflexions sur le besoin du
client en passant par la sortie du produit de la chaîne de production, jusqu’à la
fin de vie du produit (destruction, recyclage, réutilisation). Ces premières
réflexions sont faites pendant la phase de conception préliminaire pour faire
apparaître des concepts et des topologies du produit malgré le manque de
données disponibles à ce stade.
Dans ce travail, nous chercherons à rationaliser l’acte de conception en
répondant aux différentes exigences du cahier des charges et des situations de
vie du produit et à exploiter les connaissances relatives au produit et à son
environnement
Ces travail vise donc à :
- Mettre en place un outil d'aide à la décision d'éco-conception, en phase
préliminaire, par la mise en place d'une taxonomie des connaissances pour
l'intégration d'impacts environnementaux.
- Prise en compte pondérée des impacts environnementaux en phase de
conception de produits pour par une acv (par exemple) en vu de définir des
produits propres à tous les niveaux de son développement, de son utilisation
et de sa destruction.
- Gestion des différents critères d'appréciation et de qualification de
solutions de conception pour une garantie de performances techniques
optimales et de contraintes environnementales compatibles avec les normes.
Ces décisions sont prises dans un contexte où peu de choses sont définies et
où les données du problème sont encore mal connues. Les caractéristiques du
produit sont incomplètement définies, les connaissances sont faibles
L’analyse de cette activité de conception fera apparaître différents types et
approches selon les contraintes prises en considération et le contexte
industriel concerné.
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Commande NonLinéaire Adaptative
du Moteur Synchrone
à Aimants
Permanents
Cette thèse est la suite naturelle des travaux de recherche réalisés à l’ENSAMMeknès sur la commande
électronique du moteur synchrone à aimants permanents . Des résultats
expérimentaux intéressants ont été
obtenus dans le cas des commandes trapézoïdale et vectorielle de la machine avec
et sans capteur mécanique, et
peuvent être exploités dans le cadre du véhicule électrique. Toutefois, les
performances de ces commandes sont
garanties uniquement en environnement non-perturbé et à paramètres constants,
ce qui n’est pas le cas dans un
environnement pratique. L’objectif de cette thèse est donc de développer et
d’expérimenter de nouvelles
commandes non-linéaires et robustes, permettant de conserver un comportement
dynamique acceptable en
présence de non-linéarités, de perturbations ou de variations paramétriques
(commande adaptative).
Les techniques de commande non linéaires apparues sont basées sur la théorie de
la géométrie différentielle. La
plus utilisée est la linéarisation au sens des entrées-sorties, développées depuis les
années 70 . D’autres
techniques de commande robustes et dites à modes glissants sont apparues plus
tard et présentent d’excellentes
performances . Plus récemment, la commande non linéaire adaptative dite de
Backstepping semble fort
prometteuse . Les investigations seront focalisées sur cette dernière technique.
Les résultats attendus sont alors comme suit :
-Faire la synthèse d’un contrôleur robuste modélisant correctement les nonlinéarités de la machine tout en
simplifiant l’implantation sur un processeur DSP à virgule fixe ;
- Analyser les performances en temps réel du contrôleur élaboré et les comparer à
celles du contrôleur
linéaire ;
- Concevoir un observateur d’état non linéaire afin d’estimer les grandeurs
inaccessibles directement.
Cette thèse est la suite naturelle des travaux de recherche réalisés à l’ENSAMMeknès sur la commande nonlinéaire
d’un robot flexible de soudage/oxycoupage avec contrôle actif des vibrations. Ces
derniers ont été
Expérimentation de la focalisés sur la modélisation du robot et sur les différentes stratégies de sa
commande en position tout en éliminant
commande nonles vibrations. L’objectif de cette thèse est de monter une plate-forme
linéaire d’un robot
expérimentale en vue de tester les
flexible de
commandes développées. Le candidat doit trouver un compromis entre la finesse
soudage/oxycoupage du modèle et la simplicité de son
avec contrôle actif des implémentation sur un processeur temps réel de type DSP. Par exemple, en ce qui
vibrations
concerne l’identification
numérique des modes propres du système, il trouvera un modèle numérique
simple et suffisamment précis construit
à partir des premiers modes propres du robot. Notons aussi que l’instrumentation
du robot est parmi les tâches les
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plus ardues du projet. Le candidat doit avoir de bonnes connaissances en
électronique.
Les résultats attendus sont alors comme suit :
- Monter une plate-forme mécatronique destinée à la recherche scientifique. Elle
sera constituée du robot de
soudage/oxycoupage instrumenté, de son interface électronique de puissance et
de sa commande à base
de processeur de traitement de signal (DSP) ;
- Tester les algorithmes développés et juger de leur pertinence ;
- A la lumière des résultats obtenus, concevoir un robot susceptible d’intéresser
l’industrie. Le pilotage de ce
dernier sera fait via un Ecran graphique. Exemple de Société cible : Air Liquide.
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Commande NonLinéaire ‘Neuro-Floue’
par modes glissants
d’un système hybride
Eolien-Solaire
L’objectif de cette thèse est de développer de nouvelles stratégies de commande
des systèmes non linéaires basées
sur les modes glissants et combinant la logique floue et les réseaux de neurones.
Un tel couplage permettra de
remédier aux faiblesses des différentes méthodes considérées séparément. Les
développements
mathématiques seront appliqués au cas d’une microcentrale de production
électrique hybride jumelant les panneaux
solaires à une génératrice éolienne. Il s’agit en effet de maintenir une production
optimale en dépit des perturbations
atmosphériques et des non-linéarités inhérentes (irrégularité du vent et de
l’ensoleillement, non-linéarités du
fonctionnement des panneaux solaires et de la génératrice électromécanique,
etc.).
Les résultats attendus sont les suivants:
- Développer un système de commande non linéaire de la microcentrale réalisant
le compromis entre les deux
antagonistes suivants :
* Représenter correctement les non-linéarités du système ;
* Rendre possible l’implémentation sur un processeur numérique de type DSP.
- Réaliser une plateforme d’essais afin de rendre possible le test réel des
contrôleurs développés.
- Monter un prototype pour les petites puissances (ménages, monde rural, etc.)
susceptible d’intéresser les
industriels.
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Applications M2M
(Machine to Machine
communication) dans
les réseaux haut débit
mobiles (WiMAX, LTEAdvanced)
Sécurité des
communications
M2M (Machine to
Machine)
Les communications Machine to Machine (M2M) sont des applications
complètement automatisée qui impliquent des dispositifs communiquant à travers
un réseau sans intervention humaine (tels que l’internet des objets et le smart
grid). Elles peuvent être utilisées dans presque toutes les applications de la vie
quotidienne. M2M est l’un des sujets les plus importants dans les réseaux haut
débit mobiles telles que le réseau WiMAX mobile et 3GPP LTE- Advanced (Long
Term Evolution-Advanced) en tant que technologie clé pour les décennies à venir.
Dans ce projet, nous nous intéressons à proposer des solutions afin que les
réseaux WiMAX/LTE-A puissent supporter les applications M2M avec la
performance requise sans pénaliser les applications traditionnelles H2H (Humam
to Human) et proposer une solution pour qu’une station de base puisse soutenir
un nombre considérablement élevé de dispositifs. Pour atteindre cet objectif, les
travaux de cette thèse doivent se dérouler autour des points suivants :
1- Développer des algorithmes de l’allocation des ressources pour accéder
massivement communications M2M.
2- Modéliser et Implémenter les protocoles proposés.
3- Evaluer les algorithmes proposés par des simulations dans NS2/NS3
4- Comparer les résultats théoriques avec les résultats de la simulation.
Les solutions proposées doivent tenir compte des exigences de la qualité de
service et l’économie d’énergie des équipements M2M reste aussi essentielle dans
toute solution proposée.
Aujourd’hui les communications M2M (Machine à Machine) sont en plein essor
dans plusieurs domaines d’application. Les équipements M2M sont de nature à
être petits et capables d’opérer sur de longues périodes et transmettent leurs
données à travers des liaisons sans fil. Un des challenges auquel nous sommes
confrontés dans les communications M2M est la sécurité. En effet, les
communications et équipements M2M peuvent être exposés à différents types
d’attaques (attaques physiques sur l’équipement et récupération des données
sensibles, attaques de configurations pour compromettre le logiciel, attaques sur
le protocole de communications,..).
Dans le but de renforcer la tendance des réseaux du futur vers le tout-IP, les
travaux de thèse auront pour objectif d'adapter les protocoles de sécurité
standards pour fonctionner dans les réseaux de communication M2M ou proposer
des solutions originales pour la sécurité des communications M2M organisés en
structures hiérarchiques. Les services de sécurité ainsi considérés couvriront des
couches multiples : protection des paquets saut-par-saut, l'authentification au
réseau et le contrôle d'accès, et enfin la sécurité des données bout à bout.
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Optimisation de la
QOS dans les réseaux
de capteurs sans fil
Communication intervéhicule :
Connectivité,
Attaques, sécurité et
protocoles de
Routage optimal.
Les réseaux de capteurs sans fil (WSN) sont tenus de fournir différents niveaux de
qualité de services (QoS) basée sur le type d'applications. Fournir un support QoS
dans les réseaux de capteurs sans fil est un domaine émergent de la recherche en
raison des contraintes liées aux ressources comme la puissance de traitement, la
mémoire, la bande passante et des sources d'énergie dans les réseaux de capteurs.
Dans cette recherche nous examinerons les exigences de QoS dans les réseaux de
capteurs sans fil en améliorant certaines techniques de routage liées au QoS et à la
fiabilité d’échange de l’information dans ce type des réseaux et finalement une
solution optimale qui en découle.
Les pré-requis demandés aux candidats à ce sujet sont :
- Le routage dans les réseaux.
- Langage de programmation C ou autres,
Outils de simulation Matlab. un autre outil come NS Opnet est un atout.
Les systèmes de communications «véhicules à véhicule» ou «véhicule à
infrastructure» se multiplient afin d’augmenter l’efficacité des transports et de
minimiser l’impact environnemental. Cela soulève des problèmes de cohabitation
des systèmes, d’interopérabilité entre systèmes. En outre, ces systèmes doivent
garantir des exigences de disponibilité, de continuité de service, hétérogénéité des
trafics, de robustesse et de qualité de service des applications visées parfois dans
un contexte de forte mobilité et quels que soient les environnements traversés
(rural, urbain, tranchées, tunnels...). Certaines normes émergentes (IEEE.802.16m,
IEEE.802.20, A-LTE), basées sur la technologie MIMO pourraient répondre aux
besoins des VANET en terme de débit.
L’objectif serait :
Dans un premier temps de développer des méthodes et algorithmes d’allocation
de ressources radio permettant d’améliorer les performances de la communication
radio cognitive en termes de débit et de qualité de service tout en garantissant la
continuité et la qualité de service des réseaux dans un canal à grande vitesse
(réseau VANET), en étudiant la relation entre la mobilité des utilisateurs, la bande
passante et la vie privée et dans un deuxième temps proposer un système
d'authentification efficace de bande passante pour les réseaux Vanet et en
détectant et bloquant des différents attaques.
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Modulations multiporteuses OFDM :
évaluation de
l’énergie et
d’autonomie dans un
environnement radio
mobile
L'Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) est considérée comme une
technique de modulation efficace pour les systèmes de communication des
générations actuelles et futures En plus de son efficacité spectrale, l'OFDM a
plusieurs autres caractéristiques intéressantes, par exemple, sa robustesse contre
les distorsions du signale dues au canal de transmission, comme les
évanouissements sélectifs en fréquence et le bruit impulsif ainsi que sa capacité à
atteindre des débits élevés. L'OFDM génère des signaux avec des variations de
grandes amplitudes et cela s'est avéré être un inconvénient majeur qui entrave
son acceptation. La gravité de ce problème est mesurée par le calcul de la valeur
d'un facteur appelé PAPR (peak-to-average power ratio) ou facteur de crête. Pour
les signaux OFDM, ces valeurs sont très élevées par rapport aux modulations
mono-poreuses. En effet les signaux ayant des valeurs élevés du PAPR dégradent
les performances du système et réduisent l'efficacité de l'ampliateur de puissance
(HPA) et en réduisant significativement l’autonomie des appareils connecté à un
réseau utilisant cette modulation. L’objectif de cette thèse est donc de :
- Évaluer l’énergie consommée lors de l’utilisation de la modulation OFDM
- Trouver des solutions et
techniques permettant de réduire la
consommation de l’énergie à traver la reduction de facteur de crête
(PAPR).
Analyse de
performances et
étude dynamique
d’un système de
transmission à
variation continue
Les transmissions à variation continue constitue à l’étant actuel une technologie
très prometteuse, en fait, en agençant un ou plusieurs trains épicycloïdaux et un
variateur de vitesses, notamment les variateurs hydrauliques, il est possible de
transmettre une puissance avec une vitesse variable en continue à la sortie du
mécanisme. Ces systèmes peuvent faire l’objet des études de cas suivants :
Cas 1 : Etude de leur intégration dans un engin
Cas 2 : Etude de leur Intégration dans une éolienne
Cette thèse se propose de :
- mettre en place un cadre méthodologique pour le dimensionnement et le choix
optimal des composants de la dite transmission répondant à un cahier des charges
donné
- développer une bibliothèque des composants (des blocs sur simulink, Bond
Graph) en tenant compte des comportements de ces composants (lois des
vitesses, lois des couples, puissances, rendements, …)
- analyser différentes configurations afin de les comparer en termes de
performances et d’encombrement
- réaliser des tests expérimentaux permettant de valider les analyses de prédiction
de comportement réalisées auparavant dans une étude de cas.
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Etude, analyse et
caractérisation des
comportements des
structures
porteuses, Matériaux
de constructions
locaux (construction
en terre)
L’utilisation des matériaux locaux (dans les constructions porteuses en terre crue
par exemple) représente une réponse pertinente aux enjeux actuels et futurs du
secteur de constructions d’habitation (bâtiment) tant sur le plan environnemental
qu’économique. Le présent projet de recherche vise à développer au court et à
long termes les points suivants :
- Identification des matériaux écologiques de construction locaux (Matériaux
composites, fibreux (paille), ligneux (bois), …) qui peuvent faire l’objet d’une
utilisation très répandue dans le futur
- Etude et analyse des comportements, en particulier le comportement
mécanique, des structures porteuses en terre (avec ou non l’ajout d’ingrédients)
afin de les comprendre, les améliorer ;
- Détermination du comportement vis à vis le niveau d’humidité : Résistance à la
compression, caractéristiques élastiques, …
- Mise en place des méthodes de calcul de structures relatives à ce type de
construction
- Aspect expérimental : Identification des comportements mécaniques (élastique,
critère de rupture, …)
Modélisation de la
superfinition par outil
abrasif
Malgré les avancées dans la connaissance des procédés de superfinition par outil
abrasif ces dernières années, les mécanismes de coupe et les phénomènes
tribologiques qui accompagnent la coupe par abrasion restent mal connus. La
recherche dans ce sens aidera à la maitrise et l’optimisation de la superfinition.
L’objectif de cette thèse est la compréhension des phénomènes tribo-énergétiques
en superfinition abrasive ainsi que la connaissance des mécanismes de coupe par
abrasion à travers une modélisation numérique. Ces résultats peuvent être validés
par des essais expérimentaux.
Contribution à
l'amélioration des
énergies produites
par un système
hybride (éolienphotovoltaïque)
Modélisation et
identification des
systèmes nonlinéaires
L’énergie éolienne détient une situation privilégiée grâce à son progrès
technologique et à ses coûts associés faibles. L’objectif de cette thèse est de
contribuer à l'amélioration des énergies produites par un système hybride (éolienphotovoltaïque).
La connaissance du système est une étape importante voir indispensable pour
la synthèse de diagnostic ou la supervision des systèmes industriels. Dans ce
cadre, s’inscrit ce sujet de thèse. L'objectif donc étant la mise en place de
méthodologies et d’approches de modélisation et d'identification des systèmes
non-linéaires.
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La corrosion qui se définit comme une dégradation des matériaux par
l’environnement, concerne aussi bien les métaux que les verres, les plastiques, ou les
bétons. La corrosion métallique à laquelle nous nous intéressons particulièrement est
en somme un processus permettant aux métaux de retourner à leur état combiné
originel sous forme d’oxyde, de sulfure, de carbonate… - forme plus stable par rapport
au milieu considéré.
Dans le présent sujet, on s’intéressera en particulier aux effets de la structure
métallurgique : phases, microstructures, taille de grains, texture etc.… sur la tenue à la
corrosion de quelques alliages métalliques en présence d’acides industriels.
L’étude comportera des analyses métallographiques des différents alliages métalliques
(microscopie optique/ENSAM), des analyses de composition chimiques
(Spectrométrie) et des études de tenue à la corrosion (Potentiostat, Brouillard salin,
etc…).
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Etude de la corrosion
dans les milieux
phosphoriques : effets
de la microstructure
sur la tenue à la
corrosion
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Modélisation de
l’impact sur les
matériaux composites
sandwich
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Simulation numérique
du procédé de
rechargement : cas du
rechargement par
plasma et de
rechargement par fil
fourré.
Jusqu’aujourd’hui, la prise en compte des phénomènes thermique, mécanique induits
durant le procédé de rechargement par procédé PTA ou par le procédé GMAW, est
considérée très compliquée. En revanche, le développement des techniques de calcul
d’une part et les outils informatique très avancés d’autre part pourra aider a surmonté
une grande partie de cette complexité.
Ce présent sujet de thèse à pour but d’approche les phénomènes thermiques générer
dans le procédés PTA et GMAW et comprendre l’interaction procédés matériaux
recharger et par conséquence le levés des verrous scientifiques et technologique dans
plusieurs domaine industriel (transport, Génie civil,…..).
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A Web Decision
Support System for
Renewable Energy
Project
During the last decades, Renewable energy has received a great deal of attention in
the Moroccan program sustainable energy development, not only because it is more
environmentalfriendly, but also because it provides an excellent solution for energy
dependency. With the introduction of new concepts in operation and planning of
renewable energy sources, decision-making is becoming more critical than ever
before. These concepts include renewable energy planning and policy, evaluation and
assessment, project selection and finally the importance of environmental concerns.
This thesis aims to present a decision support system (DSS) applied to renewable
energy field, based on a new developed relational multi-criteria clustering algorithm.
The constructed tool will be a Renewable Energy WEB DSS application (RE-WEB-DSS)
combining different layers to achieve the main goal of a stakeholder trying to select
the best renewable energy plant projects (REP).
The first step is literature review and it consist on a comparison between several
existing decision support systems and multi-criteria models, highlighting their
applications and limitations in the context of renewable energy.
This will be followed by a discussion of the different factors that should be considered
to ensure optimal results.
The second step isto develop a stochastic model to achieveplanning and coordination
of energy resources to satisfy the power demand under uncertain environment.
The realization part will introduces and analyses the Web-RE-WEB-DSS approach and
methodology.
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From big data to small
data : An algorithmic
approach with
application to
financial big data
sources.
Etude et
caractérisation des
défauts d’élaboration
des ronds à bétons
Une approche de
retro-conception pour
la modélisation 3D à
partir d'images IRM
With the rapid growth of number of data and information collected from open
complex giant (OCG) systems, which originated in social system, economical
system, geographical system, the complexity of the structures and contents behind
of big data is a strong challenge.It should transfer the big data to small data
discarding the dross and select the essential. The data should evolve into D-I-K-W
process (Data-Information-Knowledge, Wisdom). The aim of this thesis is to
develop new algorithms that allow us to extract useful information from OCG
systems. The application will be on the financial big data sources to build more
efficient analysis and to eliminate data noise and to remove data redundancy in
the process.
Le chargement à chaud des billettes consiste à laminer ces demi-produits
directement après être sorties de l’aciérie, notamment de l’opération de la coulée
continue. Avant d’être laminées, elles sont enfournées au niveau d’un four de
réchauffage dont le rôle est de donner à l’ensemble des billettes une température
homogène qui leur permettront une bonne mise en forme par la suite, c’est à ce
stade que le chargement à chaud contribue à un gain énergétique allant jusqu’à 50
% par rapport au chargement à froid, car l’apport de chaleur au cours de ce dernier
nécessite une énergie très importante en matière de quantité de fuel consommée.
Bien que le chargement à chaud soit très avantageux pour la SONASID, il est
souvent accompagné d’une anomalie à la surface, qui se présente au niveau du
rond à béton de la nuance FeE500S, sous forme de languette de métal attachée au
substrat par une partie de sa périphérie appelée « paille ». Ce défaut est bien
abondant quand il s’agit du laminage des petits diamètres du rond à béton et sa
distribution est aléatoire sur la surface.
Les récents progrès dans le domaine de la vision par ordinateur ont largement
modifié notre façon de percevoir les objets. Dans différents processus industriels,
une simple photo n’est désormais plus suffisante et le besoin de récupérer en 3D la
géométrie d’un produit réel existant, est de plus en plus fréquent. L’analyse et la
modélisation tridimensionnelle à partir des images est l'un des défis majeurs actuel
de la recherche en reverse engineering.
La pratique médicale et les sciences de la vie peuvent bénéficier des progrès
spectaculaires enregistrés dans les disciplines de l’ingénierie. À cet égard, l’objectif
de cette thèse est de contribuer au développement d’un système, d’aide aux
implants assisté par ordinateur (Computer Aided Placement : CAP), basé sur le
reverse engineering pour la modélisation tridimensionnelle d’organes humain à
partir d’images IRM.
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