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(Utiliser si possible la police de caractère Times New Roman, taille 11. Les textes en italiques sont là pour information et
devront être supprimés. Cette fiche synthétique ne doit comporter qu’une seule page. Elle correspond à environ 4000
caractères, titres et espaces compris)
TITRE DU SUJET DE THÈSE : 250 caractères
Modélisation et commande d’actionneurs piézoélectriques
DIRECTEUR DE THÈSE (nom, prénom, courrier électronique) : rempli par défaut lors inscription
NOM BERNARD
PRENOM Yves
Courrier électronique [email protected]
ÉQUIPE D’ACCUEIL (libellé, type et numéro. Par exemple : LGEP, UMR 8507) :
Laboratoire LGEP
Equipe Cocodi
Lien Web http://www.lgep.supelec.fr
DESCRIPTIF ET APPORT DU TRAVAIL DE THÈSE :
- Contexte de la recherche
(Axe prioritaire du laboratoire, réseau national, contrat industriel, contrat européen, etc. On précisera en plus le niveau
de reconnaissance de l’équipe sur ce thème en donnant les références d’une publication récente et toute autre information
adéquate)
Le LGEP, en partenariat avec d’autres laboratoires européens et avec l’industrie mène une activité de recherche
sur la mise en œuvre d’actionnement piézoélectrique. L’ensemble des étapes est traité au LGEP, commençant
par l’étude des propriétés du matériau jusqu’à la conception des systèmes de conversion mécanique. Ainsi, le
LGEP réalise des contrats industriels concernant les actionneurs piézoélectriques. Cette activité conduit à des
demandes de brevet. Le candidat pourra être amené à entretenir des contacts avec l’industrie. Parallèlement, des
échanges académiques sont courants avec des partenaires européens.
- Bref descriptif scientifique et pré requis
(Sa lecture doit être compréhensible par un étudiant de niveau DEA ou Master2. On précisera en particulier les objectifs
scientifiques et technologiques du travail de thèse, ses points forts ainsi que les retombées industrielles à terme. Les pré
requis pourront éventuellement être mentionnés à ce niveau)
Certains actionneurs piézoélectriques sont utilisés directement sans passer par une structure
amplificatrice. C’est le cas, par exemple, des multicouches dans les injecteurs de diesel ou des bilames dans les
machines à coudre industrielles. Une commande en tension en boucle ouverte de ces actionneurs est alors
généralement utilisée. Parfois, lorsqu’une précision élevée est nécessaire ou lorsque le système piézoélectrique
est complexe, on peut avoir recourt à une commande boucle fermée. Dans les deux cas, une bonne
connaissance du comportement de l’actionneur est nécessaire.
Les lois de comportement de ces actionneurs relient deux grandeurs électriques (tension, courant) à
deux grandeurs mécaniques (force, déplacement). Il est donc possible, à partir de l’observation du courant,
d’une part, d’obtenir des informations sur la charge mécanique (fonctionnement en mode dégradé) et, d’autre
part, si la charge est connue d’évaluer certaines variables environnantes auxquelles sont sensibles les
paramètres du matériau comme la température (fonction capteur).
C’est dans ce contexte et avec ces objectifs qu’est proposée cette thèse.
Le banc de caractérisation expérimentale (réalisé par le doctorant) comportera des mesures électriques
(courant d’alimentation des actionneurs piézoélectriques, tension), et des mesures mécaniques (force,
déplacement). Le doctorant caractérisera avec ce banc des dispositifs piézoélectriques dans leur mode de
fonctionnement. Il devra ensuite mettre en place un modèle liant les grandeurs et l’exploiter par le biais de lois
de commande.
Ce sujet est fortement pluridisciplinaire, des compétences en mécanique du solide seront nécessaires.
Un goût prononcé pour la physique est indispensable.
- Compétences acquises lors du travail de thèse
(Outre les compétences scientifiques et technologiques « évidentes » qu’il conviendra de résumer, il s’agit de mettre en
lumière les compétences professionnelles acquises à travers ces 3 années de « formation par la recherche » et en liaison
avec la spécificité du sujet proposé. En clair, le but est d’apporter des éléments de réponse à la question que se pose le
destinataire de ce descriptif : « Quels vont être les apports d’un travail de thèse durant 3 ans sur ce sujet et dans ce
laboratoire relativement à mon projet professionnel et mon futur métier ? ». Quelques mots clefs : conduite de projet,
méthodologie, approche système, gestion de moyens, communication dans un contexte national ou international, outils de
conception et modélisation, instruments de mesure, installations technologiques, etc.)
Les compétences acquises sont aussi bien expérimentales (mise en place du banc de caractérisation, réalisation
de systèmes de commande) que théoriques (réalisation de modèles de simulation, lois de commande). Les
modèles développés seront multiphysiques (électrique-mécanique).
L’application de ces compétences se fera dans les secteurs de l’instrumentation, de la commande, et du
diagnostic.
La pluridisciplinarité du sujet permettra au candidat de s’ouvrir des opportunités dans de nombreux domaines.
Les contacts avec les laboratoires partenaires lui permettront de nouer des relations professionnelles.
La complémentarité entre simulation, conception et réalisation de manipulations en feront un chercheur
polyvalent.