Optimisation du rendement énergétique de la réception du rayonnement solaire sur les panneaux photovoltaïques par l'orientation optimale des panneaux.

L'objectif du sujet est l'amélioration du rendement énergétique d'un panneau solaire en mettant au point un système de rotation du panneau qui puisse suivre le mouvement du soleil en conservant la trajectoire du rayonnement le plus possible perpendiculaire au panneau pour ainsi tirer le plus grand profit de l’énergie développée par le soleil. L’orientation est basée sur la programmation du déplacement du panneau solaire en fonction de la durée d'apparition du soleil et en fonction de son déplacement dans la journée. Plusieurs techniques sont déjà utilisées, généralement basées sur l’asservissement, et les moyens informatiques. L'étude repose sur des calculs, une conduite expérimentale et des simulations.

Caractérisation d’un matériau ductile et étude analytique et numérique de l’endommagement au cours d’un procédé de mise en forme

L’étude de l'endommagement du matériau au cours de la formabilité des tôles en en mise en forme est proposée. Une campagne d'essais mécaniques sera entreprise en utilisant les dispositifs existants aux laboratoires. Du point de vue modélisation, le procédé expérimental sera simulé avec un code de calcul EF spécifique à la mise en forme en faisant varier les paramètres influants. La simulation permettra de mettre au point un modèle pour les opérations de mis en forme.

Mise en place d’un projet d’une installation d’énergie solaire associant la réception et le stockage dans une zone réputée tropicale.

Les ressources d’énergies renouvelables sont caractérisées par une très grande variabilité (soleil, vent, eau ...), rend leur exploitation problématique et peut compromettre leur intérêt économique. Qualifier et prédire les ressources en fonction des systèmes de conversion envisagés constituent les premiers enjeux avant leur exploitation à une échelle industrielle et leur conversion en d'autres formes d'énergies (hydraulique, éolien, thermique, électrochimique,…). Il s’agit d’assurer une efficacité énergétique accrue par des technologies propres et de développer des alternatives aux technologies fondées sur l’usage des Énergies fossiles. Les Énergies renouvelables sont analysées du point de vue de leur rendement et de leurs Emissions. L'Éolien et le solaire offrent des rendements inégaux, alors que la biomasse produit des Émissions mais plus respectueuse du climat que les Énergies fossiles. La stratégie nationale de recherche Énergétique privilégie est l’Énergie solaire. Le travail de la these consiste à étudier les conditions d’exploitation et les critères d’application à des régions types et la mise en place des procédés de stockage.

Optimisation des caractéristiques d’un matériau destiné à l’emboutissage par procédés expérimentaux et par simulations numériques

Cette étude à caractère appliqué s’appuie sur la caractérisation expérimentale d’un matériau de mise en forme par des essais mécaniques et la modélisation de son comportement au cours de la déformation. Le sujet proposé consiste à présenter dans un premier temps une analyse d’un matériau destiné à l’emboutissage des tôles depuis le laminage à la déformation élasto-plastique lors de l’opération de mise en forme. Dans un second temps, et sur la base des problèmes rencontrés au cours du procédé d’emboutissage, une optimisation des caractéristiques du matériau dans un but d’augmenter la déformation profonde et éviter les instabilités plastiques est proposée. L’étude inclut un ensemble d’étapes dont des essais mécaniques, la modélisation du comportement élasto-plastique du matériau, et des simulations numériques par la méthode des éléments finis, conduisant à la mise au point de modèles de comportement lesquels, compte tenu des matériaux utilisés et des sollicitations qu'ils subissent, contribuent à optimiser les procédés de la mise en forme du matériau.

Étude expérimentale et modélisation numérique de la rupture des pièces obtenues par emboutissage

L'objet de la thèse est l’étude d’un des problèmes les plus rencontrés dans le formage des tôles métalliques à savoir la rupture des tôles. Cette étude à caractère appliqué s’appuie sur, des cas de rupture de la tôle, enregistrés lors des opérations de mise en forme, au sein des ateliers d’emboutissage. L’étude de l’influence de différents paramètres permettra de déterminer la part de chaque paramètre dans l’échec de l’embouti Dans un premier temps une caractérisation expérimentale du matériau a été entreprise, par des essais de traction pour la détermination des caractéristiques fondamentales du matériau, suivis d'essais d’emboutissage pour la détermination des limites de formage, le comportement du matériau au cours de la déformation. Des simulations du comportement du matériau sur le code de calcul en éléments finis Abaqus, détermineront l’analyse de la rupture dans le procédé d’emboutissage. Les résultats retrouvés expérimentalement seront confrontés à ceux retrouvés numériquement. Enfin la simulation d’un type d’emboutis de forme complexe produit à l'entreprise permettra de mettre au point un modèle adapté aux emboutis de l'entreprise et une contribution à l’étude du phénomène de la rupture au cours de la mise en forme.

Analyse du procédé de finition de surface par déformation plastique superficielle et simulation numérique des contraintes induites

L’utilisation des matériaux possédant des caractéristiques de résistance élevées tel que la ténacité et la ductilité limitée a conduit à l'étude des défauts présents dans une construction, tel que les microfissures. Pour pouvoir optimiser les facteurs mis en jeu, des modèles basés sur les plans d'expérience et une étude expérimentale préalable ont été réalisés. Deux procédés de traitement par déformation plastique, ont été proposés: le brunissage (avec une bille fixe) et le galetage (avec une bille mobile). Une modélisation du galetage mettant en relief l’influence des paramètres de l’outil et de régime sur le comportement mécanique d’un matériau a été aussi proposée.

Etude statique et dynamique du comportement des silos en béton armé renforcés par matériaux composites (CFRP)

Ce travail de recherche a pour objectif d’améliorer la durabilité des silos de blé en béton armé en utilisant la technique de renforcement externe par des matériaux composites CFRP (Carbone Fibrer Reinforced Polymer). L’étude porte sur le renforcement des silos sous deux cas de chargement, le premier statique et le deuxième dynamique de type séisme. Pour le premier cas, quatre modes de renforcement ont été adoptés en fonction de la largeur de la bande, de l’espacement entre deux bandes, de la hauteur de renforcement et du nombre de couches de bandage. Des méthodes analytiques ont été effectuées à l'aide de la méthode de Reimbert et de la méthode de l'Eurocode 1 partie 4, ainsi que des analyses effectuées numériquement à l'aide du logiciel d'éléments finis Abaqus. Les résultats montrent que la pression normale à la paroi atteint une valeur maximale à l'approche de la trémie du silo. L’endommagement initial dans le silo en béton a été déterminé d'abord, à l'aide d'un modèle géométrique 3D, tenant compte de l’interaction entre la paroi du silo et la matière entreposée, ensuite des analyses sur l’endommagement ont été effectuées,en vue d’optimiser le renforcement par application de 2 bandes de CFRP rapprochées de part et d’autre de la jonction paroi cylindrique-trémie.L’augmentation du nombre de couches de CFRP pourrait donner de meilleures performances et par conséquent la réduction de l’endommagement. En effet, les simulations ont révélé que lorsque le nombre de couches de CFRP augmente de 1 à 4, l’endommagement diminue de 0.161 à 0.152. Pour le deuxième cas de chargement, la méthode de l’intégration temporelle est utilisée pour étudier la réponse dynamique de la structure. Après la détection des zones endommagées, le mode 2 de renforcement est adopté avec 4 espacements discriminés par un pas de 0.1 m. L’espacement de 0.2 m entre les bandes de CFRP, conduit à optimiser les performances de la structure en matière de la résistance de cisaillement de plus de 40% de diminution et de la réduction de plus de 4 fois des déplacements

Analyse expérimentale et modélisation du comportement mécanique d’un acier doux en mise en forme

Le travail proposé, se veut une étude du comportement mécanique au cours de la mise en forme, du matériau d’une tôle produite par laminage à froid et la détermination des limites de la déformation ainsi que la localisation des zones pouvant constituer un risque d’instabilité plastique au cours des opérations d’emboutissage. Ce travail s’appuie sur un ensemble de travaux expérimentaux, dont une analyse métallographique du matériau et des essais mécaniques de traction. L’anisotropie du matériau confirmée par une analyse métallographique, fait que les essais de traction ont été réalisés selon trois directions par rapport à la direction de laminage. Une modélisation analytique du comportement plastique du matériau a été menée. L’analyse du comportement du matériau suivant les différentes modes de déformation qu’on rencontre au cours d’une opération d’emboutissage, a permis de tracer une courbe limite de formage à la rupture. Une modélisation numérique du comportement du matériau sur le code de calcul éléments finis Abaqus a été entreprise, dont les résultats ont permis une visualisation du comportement du matériau au cours du procédé, la représentation de la répartition des contraintes et des déformations, et la localisation des zones à risque d’instabilités plastiques. Le modèle retrouvé en simulation permet une optimisation de la formabilité du matériau en jouant sur d’autres paramètres du procédé d’emboutissage.