CEMAGREF – Antony Formation et connaissanc

Proposition de sujet de thèse
Sujet: Caractérisation dynamique et modélisation des besoins énergétiques d'un tracteur
Les tracteurs agricoles sont des machines complexes délivrant de l'énergie sous différentes formes
(hydraulique, mécanique, électrique…) impliquant différents systèmes de conversion. La lubrification
de ces systèmes, notamment le moteur et la transmission, influence le rendement de chacun de ces
organes et joue sur la consommation de carburant. Les approches traditionnelles utilisées pour en
évaluer la performance énergétique des tracteurs reposent sur une description statique des conditions
de fonctionnement des différents organes et de leur rendement. L'objectif de cette thèse est
d'introduire des méthodes d'analyses de la dynamique énergétique d'un tracteur et des sous-
ensembles qui le composent (moteurs, transmission, pompe hydraulique, auxiliaires). L'optimisation
globale du système passe ainsi description temporelle des transferts d'énergie au sein de la machine.
La multiplicité des sorties de puissance sur un tracteur impose un effet de développer des méthodes
spécifique pour les bilans énergétiques sur des échelles temporelles très variables.
Des campagnes expérimentales seront réalisées afin de construire un référentiel caractéristique du
fonctionnement d'un tracteur dans le temps. Le dispositif devra notamment permettre de gérer les
différents temps caractéristiques, depuis le temps associé au contrôle moteur à celui du cycle cultural
complet. Il devra également permettre d'assoir des comparatifs de fonctionnement pour différentes
architectures de groupes motopropulseur utilisées par l'industrie des agroéquipements. Les
acquisitions ainsi recueillies seront analysées (méthodes statistiques, fréquentielles, inversion,...) afin
d'élaborer les cycles d'essais transitoires. Ce référentiel sera développé en vue de son exploitation au
sein d'une plateforme d'évaluation regroupant des moyens d'essais en laboratoire, de la simulation
numériques.
L'ensemble de ces travaux devra permettre de mieux appréhender l'influence des propriétés des
lubrifiants (moteur et transmission) et des conditions thermiques sur le rendement des tracteurs. Ceci
permettra de dégager les pistes pour améliorer l'efficacité de la gestion de la thermique globale. Une
application concrète des résultats concernera le développement de formulations des lubrifiants plus
efficaces.
Financement: contrat CIFRE financé par TOTAL, branche Raffinage et Marketing
Lieu: CEMAGREF – Antony
Au sein du Cemagref, département « Ecotechnologies et Agrosystèmes », l’unité de recherche «
technologies pour la sécurité et les performances des agroéquipements » (TSAN) mène des activités
de recherches sur l'éco-conception d'agroéquipements. Les travaux visent à réduire l'impact
environnemental (énergie, pollution) et social (sécurité, confort de conduite) des agroéquipements du
futur. L'unité travaille autour plusieurs champs disciplinaires: mécanique, énergétique, automatisme,
robotique et technologie de l'information. Elle dispose d'installations d'essai et des ressources
informatiques pour développer des approches combinant essais de laboratoire, essais de terrain et
simulation numérique du comportement de la machine et de l'opérateur.
Ecole doctorale:
ED390, EA21, encadrement de la thèse par Pr A. Delacroix, CNAM Paris
Formation et connaissances :
Master / Ingénieur en Thermique, Energétique ou Mécanique.
Compétences en énergétique et transferts thermiques, en informatique, outil de simulation
numérique, traitements de données (SPAD, matlab / Simulink...)
Goût pour l'expérimentation de terrain, la connaissance du milieu rural serait appréciée.

Intérêt pour les technologies véhicules / transports / machines agricoles ou TP est un plus.
Expérience :
Compétences en énergétique et transferts thermiques, en informatique, outil de simulation
numérique, traitements de données (SPAD, matlab / Simulink...)
Aptitudes :
Autonomie et rigueur, Qualité d'expérimentateur, Créativité, Sens de l'analyse, Esprit
d'équipe, Capacité décisionnelle
Contact
Stéphanie Lacour, chargé de recherche en énergétique, Cemagref Antony, Parc de Tourvoie,
BP44, 92163 Antony, tel [phone]
[email protected]