FICHE SYNOPTIQUE Candidat : BACCO Alexandre Sujet
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1. comprendre et assimiler la th orie du cycle de Stirling ainsi que le r le du deplaceur qui est un element du moteur qui permet d enchainer les cycles tablir une loi reliant la vitesse de rotation et le gradient de temp rature essayer de mesurer le couple et la puissance de notre moteur et de les optimiser en faisant varier un l ment g om trique de notre moteur le d phasage entre le piston moteur et le deplaceur D marche Apr s avoir visionn une vid o sur un site http www photologie fr Nous avons d cid dans un premier temps d tudier le cycles de Stirling En effet nous tions intriguer par ce moteur qui ne semblait avoir besoin pour fonctionner que d une tasse d eau chaude et de gla on Nous nous sommes ensuite procurer un mod le simple de ce moteur et avons donc pu commencer nos mesures Dans un premier temps nous avons tablit une relation entre la vitesse de rotation et le gradient de temp rature Puis nous avons essay de calculer le couple r sistant d au frottement dans notre moteur Mais le r sultat obtenue nous a montr que ceux ci taient presque nuls Nous avons donc ensuite cherch tablir le couple que peut fournir le moteur en fonction de sa vitesse et ainsi avoir notre couple moteur pour une vitesse donn ce qui nous donnais acc s a la puissance d velopp e par notre moteur Enfin nous avons fait varier le d phasage entre le piston moteur et le deplaceur pour voir l i2. FICHE SYNOPTIQUE Candidat BACCO Alexandre Sujet Interactions entre le pantographe et la cat naire sur les TGV Mod lisation du couple pantographe cat naire Pr sentation Comment assurer un bon captage du courant sur les trains tr s grande vitesse Voila la question laquelle les ing nieurs de la SNCF s efforcent de r pondre depuis des ann es Le captage du courant est assur par la pression d un bras fix sur le toit du TGV le pantographe sur un cable lectrique suspendu au dessus du TGV la cat naire Il est l l ment qui limite la vitesse des trains notamment lors du dernier record de vitesse sur rail 574 8km h Un mauvais captage se traduit par des sauts de pantographe le pantographe se d colle de la cat naire et cr e des arcs lectriques avec celle ci d t riorant ainsi le mat riel Pour tudier ce couple il faut d abord le mod liser L enjeu est donc de faire des hypoth ses pour construire un mod le d en d terminer les limites et de choisir les outils adapt s pour une bonne exploitation D marche J ai tout d abord essay de cr er un c ble sous SolidWorks avec des petits solides reli s entre eux par des liaisons pivots Mais rapidement l outil SolidWorks s est av r inadapt bloquant sur des calculs et rendant difficile l exploitation des r sultats Je me suis alors tourn vers une mise en quations pour pouvoir le r soudre num riquement avec l outil informatique La
3. pend la stabilit d un navire Et en quoi sa masse influe t elle sur celle ci Mon principal int r t est de retrouver exp rimentalement les r sultats nonc s par la th orie DEMARCHE J ai commenc par me familiariser avec la th orie qui r git l quilibre et la stabilit du bateau en eau calme en tudiant des cours portant sur ce sujet Cela m a conduit me concentrer sur les modifications isocar nes qui ont mis en vidence l existence d un couple de redressement d pendant de l angle d inclinaison J ai alors cherch v rifier exp rimentalement ces r sultats Pour ce faire j ai construit un mod le simple de car ne parall l pip dique son tude th orique m a permis d aboutir une courbe du couple de redressement en fonction de l angle d inclinaison Je suis alors pass e aux exp riences proprement parler Les premi res visent retrouver les r sultats th oriques du couple de redressement Cependant j ai du revoir plusieurs fois mon protocole exp rimental car je me suis heurt e des difficult s physiques apparition de forces de frottement par exemple qui alt rent fortement les r sultats C est finalement l aide de mon dernier protocole que j ai pu analyser l influence de la masse du bateau sur sa stabilit par une comparaison de courbes PLAN D Etude th orique de la stabilit du navire lors de modifications isocar nes I R sultats exp rimentaux BIBLIOGRAPHIE cours ENSTA th
4. Cours de l Ecole Sup rieur de Physique et de Chimie Industrielle Site disponible sur http www pmmbh espci fr fr Enseignement Archives Cours Fluides_Non_Newtoniens pdf Cours de l universit de Marne la Vall e Site disponible sur http www univ mlv fr Ipmdi RHE Ercb ERCB Rheologie pdf FICHE SYNOPTIQUE Candidat FIGEUREU Claire Sujet La moissonneuse batteuse ESSAIS D IDENTIFICATION D UN SYTEME REEL EN VU D ETUDIER SA STABILITE Depuis que l homme est s dentaris il cultive des c r ales cependant ses techniques ont volu Aujourd hui l agriculteur utilise des technologies de pointes pour optimiser ses rendements La moissonneuse batteuse coupe le bl puis nettoie et s pare les grains de la paille Pour que cette derni re tape se r alise le plus rapidement et proprement possible il est n cessaire de maintenir la moissonneuse et ses caissons de nettoyage horizontaux C est ce que j ai choisi d tudier Objectifs et d marche J ai commenc tudier la moissonneuse batteuse l t dernier lorsque mon p re a install une nouvelle coupe sur la machine il a alors fallu r quilibrer la machine ce terme m a intrigu En demandant des explications j ai appris qu il y avait un syst me qui permet la machine de rester horizontale et la coupe de suivre le sol J ai donc consult des documents d utilisation pour en savoir plus Cependant ces documents n taient pas assez pr cis j ai alors co
5. Sujet Stabilit des navires Stabilit d un porte conteneur L augmentation de la taille des navires de commerce et de la masse de leur chargement pose des probl mes croissant en terme de stabilit et de tenue de route Afin de comprendre les m canismes en jeu nous avons orient notre TIPE sur l tude de la stabilit lat rale d un porte conteneur Objectif La stabilit d un navire se d finit partir de la caract ristique du couple de redressement en fonction de l angle de g te Nous avons donc cherch calculer puis mesurer le couple de redressement de notre porte conteneur D marche Les principes fondamentaux d quilibre des navires tant relativement bien connus nous avons d abord tudi une car ne th orique repr sentant la coupe d un porte conteneur au niveau du maitre bau Pour cela nous avons simplifi la g om trie de la car ne et utilis MAPPLE pour les calculs Cette tude nous a permis de mod liser le comportement dynamique du navire en roulis c est dire les mouvements d oscillations lat rales Nous avons pu comparer les r sultats obtenus avec des valeurs connues et aussi mettre au point un protocole exp rimental pour mesurer ce couple de redressement Une maquette r alis e avec une simple caisse en bois nous a permit d effectuer des exp riences en bassin Ces exp riences ont v rifi une partie des r sultats de notre mod le comme la valeur du couple de redressement Une fois cet
6. dynamique dans solidworks Introduction solidworks La pneumatique dans les syst mes automatis s de production S MORENO et E PEULOT Editions CASTEILA FICHE SYNOPTIQUE Candidat SAVALLE David Sujet optimisation de la moissonneuse batteuse ETUDE DE SYSTEME DE COMPENSATION DE DEVERS SUR LA MOISSONEUSE BATTEUSE OBJECTIF Depuis sa s dentarisation l homme s est lanc dans l agriculture levage et culture De nos jours la demande en produits agricole notamment en c reales est tr s importante cette demande est du la hausse de la population mondiale La main d oeuvre tant plus rare la m canisation de l agriculture est donc importante Dans le cas du bl qui est une ces c r ales les plus produites tant pour l alimentation humaine que animale on utilise pour la r colte une moissonneuse batteuse La c r ale est d abord coup puis battue le grain est s par de son enveloppe il faut ensuite nettoyer le grain enlever toutes les impuret s Pour que le rendement de la machine soit optimal il est n c ssaire que le caisson de nettoyage soit horizontal J ai tudi diff rents syst mes assurant l horizontalit du caisson de nettoyage leurs limites et leur stabilit DEMARCHE Mon p re tant agriculteur je suis baign depuis mon enfance dans la m canique agricole C est donc naturellement que j ai choisie d tudi une machine agricole J ai tout d abord tudi les documents utilisate
7. entreprise l origine des pantographes du TGV Th se R sum de la th se de M Gardou sur le couple pantographe cat naire soutenue dans les ann es 1980 Sites Algorithme Runge Kutta http en wikipedia org wiki Runge Kutta Algorithme Runge Kutta plusieurs variables http www myphysicslab com runge_kutta html Projet EUROPAC http www uic asso fr europac spip php articlel Caract ristiques du pantographe CX quipant les TGV http www faiveley com fr categorie php 1D 23 Video C est pas sorcier Le TGV G n ralit s sur les TGV FICHE SYNOPTIQUE Candidat BENARD Fabien Sujet Restitution des chocs Quelle est l incidence des chocs sur la stabilit d un syst me asser vi Introduction Un engrenage a du jeu et cela entraine lors du fonctionnement des chocs dans la denture Ces chocs souvent ignor s sont non seulement source de d t rioration des pi ces mais aussi comme nous allons le voir une cause d instabilit dans les syst mes asservis Lors d un TP sur un chariot filoguid j ai pu observer une instabilit dans l asservissement d orientation de la roue directrice du chariot Au lieu d atteindre la position demand e la roue ne faisait qu osciller autour de cette position Ne sachant pas vraiment d o pouvait venir cette instabilit je me suis demand si les chocs dans la transmission n taient pas justement la cause de l instabilit D marche J a
8. op ratoires pour garder le proc d sous contr le Quelles sont donc les contraintes op ratoires li es aux lits fluidis s et sur quels param tres peut on agir pour maintenir la stabilit du proc d D marche suivie et objectif du TIPE Lors de ma recherche d un sujet de TIPE je me suis rapidement orient e vers l tude des lits fluidis s dont j avais entendu parler dans mon entourage J ai d abord voulu tudier les centrales charbon lit fluidis mais la complexit du sujet m a fait renoncer Je me suis alors concentr e sur les conditions g n rales de stabilit pour mettre en avant les param tres de contr le d un lit fluidis et les retrouver exp rimentalement J ai rencontr deux difficult s la premi re th orique tait due au fait que mon sujet traitait de m canique des fluides chapitre qui ne fut abord qu en fin d ann e J ai donc d anticiper sur le programme La deuxi me tait exp rimentale En effet j ai voulu en premier lieu cr er un petit lit fluidis avec des produits inertes sables ou billes de verre et air et le mat riel du lyc e soufflerie tube de plexiglas an mom tres Toutefois cette tentative s est rapidement r v l e infructueuse Ayant eu connaissance de l existence d un fluidiseur l INSA de ROUEN j ai contact monsieur GALLARD professeur au laboratoire de G nie des proc d s qui a bien voulu superviser des manipulations J ai donc pu d terminer exp rimental
9. technique utilis e est celle des l ments finis qui consiste diviser la cat naire en petits solides comme avec SolidWorks mais en prenant des solides d une tr s petite taille pour se rapprocher d un vrai c ble et non d un grossier enchainement de solides La mise en quations a n cessit de mod liser les diff rentes caract ristiques de la cat naire d une part et du pantographe d autre part Pour r soudre les quations aux d riv es partielles mises en jeu 1l fallait galement choisir un algorithme d int gration et trouver le bon param trage pour que celui ci soit stable et qu il ne diverge pas Apr s un essai infructueux avec l algorithme d Euler sous Maple j ai d cid de faire un programme en C un langage de programmation tr s puissant avec lequel je suis plus l aise qu avec Maple en utilisant l algorithme de Runge Kutta un algorithme plus pr cis que celui d Euler Petit petit j ai r ussi programmer l essentiel de la cat naire et du pantographe en essayant de valider les r sultats chaque tape Mais certains r sultats comme la d tection de sauts de pantographe se sont av r s douteux mettant ainsi en lumi re les limites du mod le adopt Bibliographie Contacts Le 14 d cembre 2007 s est tenu Paris une conf rence sur le projet EUROPAC projet sur l interaction pantographe cat naire J ai pu y rencontrer Adrien Bobillot ing nieur SNCF Florian Brignon ing nieur Faiveley
10. apacit s J ai ainsi r ussi obtenir sur internet un mod le r duit afin d en comprendre le principe et faire des mesures J ai d abord cherch comprendre le cycle thermodynamique et de faire concorder mes premi res observations la th orie du moteur Stirling d apr s les documents alors ma disposition Une fois la barri re th orique franchie et les premiers essais moteur concluants il a fallu ensuite pouvoir effectuer les mesures Le moteur n tant qu un petit mod le peu puissant les mesures ont t l une des principales difficult s En effet les instruments de mesure notre disposition n taient pas adapt s aux grandeurs mesurer il a fallu trouver des dispositifs pour effectuer les mesures indirectement J ai d abord essay d obtenir le diagramme P V de l air dans le moteur l aide d un oscilloscope mais par manque de mat riel cela s est av r impossible Ensuite la mesure du couple et de la puissance moteur fournies par le moteur s est effectu par l interm diaire d une mesure de variation de poids en freinant le volant d inertie du moteur Enfin une fois les mesures effectu es s est pos le probl me de l exploitation des r sultats En effet les m thodes de mesures tant tr s exp rimentales la marge d erreur est importante et la validit des r sultats risque d tre compromise mais il a finalement t possible de trouver les param tres optimisant les performances du moteur Sources htt
11. atif b angle critique H Usure du ballast a projection b pollution du ballast HI Aspect financier du ballast IV Solutions possibles et conclusion Conclusion Cette tude m a permis de prendre conscience que contrairement l id e re ue la meilleur solution n est pas forcement la plus r cente Et que parfois notre soif de technologie et de nouveaut est inappropri e Sources MRoussel responsable r gionale de la maintenance des voies la SNCF cinescience la physique des tas de sable Expos La mati re dans tous ses tats Dossier Interne de la SNCF intitul mise en oeuvre du ballast pour voie ferr e livre Sables mouvants divers sites internet wikip dia J FICHE SYNOPTIQUE Candidat BROUSSE Sarah Sujet la stabilit d un b teau en eau calme La stabilit du bateau en eau calme les navires en tant que moyen de transport de marchandises comme de personnes doivent principalement r pondre des crit res de rapidit et de stabilit Il faut cependant trouver un compromis entre ces deux crit res pour optimiser les performances selon la taille du navire et la marchandise transporter OBJECTIFS En eau calme la stabilit du navire d pend de sa g om trie forme taille ainsi que de son poids de par la position de son centre de gravit et de la r partition des masses L objectif de mon TIPE est de r pondre la probl matique suivante De quoi d
12. d l inclinaison du caisson Nous avons r alis nos exp riences directement sur la machine de mon p re Pour v rifier les crit res de stabilit s et rapidit s du syst me nous avons mesur la r ponse temporelle du syst me en boucle ouverte en alimentant directement les v rins l aide d une batterie cependant les r sultats taient peu probants nous avons donc lors d une deuxi me exp rience mesur la r ponse temporelle indicielle du syst me en boucle ferm e Nous avons identifi les r sultats gr ce au logiciel Synchronie un syst me du deuxi me ordre avec retard Pour essayer d affiner nos r sultats nous avons avec une visseuse et un excentrique mesur la r ponse harmonique du syst me Gr ce diff rentes m thodes nous avons r ussi identifier les syst mes g rant l horizontalit de la moissonneuse batteuse et imaginer des solutions pour am liorer leur performances Malgr cel ils ont des limites l int grale n est pas efficace dans des d vers de plus de 17 et le caisson mobile dans des d vers de 13 Bibliographie Manuel d utilisation de moissonneuses CX et CR New Holland Manuel de r paration de moissonneuse s rie Z John Deer www laverda com GERGES ASCH Les capteurs en instrumentation industrielle aux ditions Dunot 1982 FICHE SYNOPTIQUE Candidat LANSSADE Florence Sujet Les avantages de la suspension Crone sur les v hicules automobiles Fiche synoptique Pr sentati
13. dre l tude des effets de la fr quence sur le ballast d s l action de chaque bogie lors du passage d un train et cela dans le but de comprendre l impact du passage grande vitesse des trains sur le ballast En effet un changement de fr quence entra ne un changement d tat du ballast Celui ci peut donc passer d un comportement stade solide lastique un comportement stade liquide visqueux suivant le domaine de fr quence qui sont d s des vitesses trop importantes J ai donc d cid dans un premier temps de montrer les effets de la fr quence sur un milieu granulaire l aide d une exp rience et ensuite de me concentrer sur l aspect fluide visco lastique que prend le ballast certaines fr quences qui sont d s l accroissement de la vitesse des transports ferroviaire Bibliographie Th se KARRECH A Comportement des mat riaux granulaires sous vibration Application au cas du ballast Th se de doctorat de l cole nationale des Ponts et Chauss es Ecole nationale des Ponts et Chauss es 2007 191p AL SHAER A Analyse des d formations permanentes des voies ferr es ballast es Approche dynamique Th se de doctorat de l cole nationale des Ponts et Chauss es Ecole nationale des Ponts et Chauss es 129p Ressource internet GUAZZELI E Rh ologie des fluides complexes Universit de Provence Site disponible sur http iusti polytech univ mrs fr guazzelli publiperso Rheo pdf
14. e pour l homme Un travail sur un logiciel de simulation m a permis de v rifier mes donn es Il me fallait alors discuter les limites de mon mod le Plan Introduction A Mod liser la face avant de la voiture B Etudier le probl me du couple ceinture airbag C Discussion du mod le Conclusion Bibliographie Site internet cea fr Commissariat l Energie Atomique CNET france site sur les nouvelles tecnologies electronique b1z tudes des acc l rom tres euroncap com donn s sur les crash tests reelles inrs fr Institut National de Recherche et de Securit Fiches de l inrs PSA peugeot citro n com m canique industries org u bordeauxl1 fr site de l universit Bordeaux 1 Document matmeca mod lisation math matique et m canique Documents Conseil G n ral du Bas Rhin Fiche Etude vitesse et choc Exercice de dynamique D ploiement d une structure sous pression Mathis A La chimie de l airbag Bull Un Phys vol 88 n 769 J FICHE SYNOPTIQUE Candidat BROSSETTE Stanislas Sujet les ballastes ferroviaires I Int r t Le ballast ce tas de pierre d apparence si archa que est utilis depuis le XVH me si cle pour soutenir des trains aujourd hui la pointe de la technologie Ce contraste somme toute tonnant est le point de d part de cet expos J ai entrepris de comprendre pourquoi le ballast malgr sa technologie rustique reste la pierre a
15. ement ou v rifier les r sultats th oriques concernant la vitesse minimale de fluidisation la perte de charge travers le lit la perte de charge travers la grille la porosit du lit Plan I Param tres de contr le vitesse du fluide composition du lit conditions de temp rature I Etude exp rimentale d marche dispositif de lit fluidis de l INSA de ROUEN r sultats exp rimentaux Bibliographie Calcul des r acteurs lit fluidis par Khalil SHAKOURZADEH UTC Centrales lit fluidis sous pression par Lucien TUA CNIM G nie de la r action chimique conception et fonctionnement des r acteurs par J VILLERMAUX ENSIC Optimization and control of industrial gas phase ethylene polymerization reactors E M Ali A E ABASEED S M AL ZAHRANI Chemical Engineering Department King Saud University Les capteurs en instrumentation industrielle Georges Asch DUNOD Contact Philippe GALLARD professeur laboratoire de G nie des proc d s de l INSA de ROUEN
16. enues gr ce cette mod lisation montrent un comportement semblable ce que l on peut observer sur le chariot Les chocs consid r s ici comme lastiques pour simplifier les calculs engendrent donc bien une instabilit dans le syst me instabilit qui d pend du choix du correcteur mais aussi de l emplacement du capteur de position le capteur positionn sur l arbre moteur ne permettra pas une pr cision optimale mais le syst me sera ainsi plus rapide et plus stable qu en ayant mis le capteur sur l arbre de position de la roue Bibliographie Th se ACARY V BROGLIATO B Coefficients de restitution et efforts aux impacts Revue et comparaison des estimations analytiques Rapport de recherche n 5401 Unit de recherche INRIA Rh ne Alpes 2004 162 p Ressources internet KRAUSS D PRINCIPE de la SIMULATION de CHOCS ELASTIQUES ou INELASTIQUES http d krauss free fr documents Physique Chocs principe_simulateur_chocs htm Chocs et collisions probl me 2 corps Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne http Iphe epfl ch physgenOS cours 22_mar_2007_2up pdf Collision lastique deux dimensions Universit du Mans http www univ lemans fr enseignements physique 02 meca chocs2d pdf Applet java http www univ lemans fr enseignements physique 02 meca chocs2d html FICHE SYNOPTIQUE Candidat BERMOND Yann Sujet modelisation du crash test Sujet Etude des param tres garantissant la s curi
17. er temps l aide des oscillations de la benne nous avons pu d terminer le moment d inertie de la benne Nous nous sommes ensuite pench sur le v rin afin de mettre en relation la pression et la force d velopp e par le v rin Nous avons pu alors en nous focalisant sur une configuration pr cise d terminer les masses pouvant tre soulev es par la benne en fonction de la pression envoy e dans le v rin La phase exp rimentale tant termin e nous avons analys nos r sultats en les comparant avec notre mod le d velopp sous solidworks Les r sultats obtenus diff rent selon les exp riences on peut mettre en cause les difficult s mod liser les frottements Mais nous avons quand m me pu conclure que solidworks tait un outil tr s performant pour la conception assist e par ordinateur Plan I Mise en place de l tude A Mode op ratoire B La maquette et le mod le informatique II Analyse quantitative des diff rences entre les mod les A L inertie de la benne B Le v rin C Comparaison des efforts dans le v rin Contacts Jean Louis HARDY constructeur de benne agricoles Dominique BOUCHER ferronnier la retraite SHGT coop rative sucri re Le Havre Yves BOUTHERAND Responsable Communication Technique soci t AXEMBLE St phane MADELAINE ancien l ve de l cole normale sup rieure CACHAN R f rences bibliographiques Motion works 2004 la simulation cin matique et
18. es Riber Ressources Internet Rapports d enqu tes du bureau des accidents de la mer http www beamer france org Cours de stabilit http www capitainedepeche com FICHE SYNOPTIQUE Candidat MASSARI Sandrine Sujet Stabilit des bateaux et influence du chargement La stabilit des navires et l influence de leur chargement Introduction La Normandie avec Port 2000 au Havre et le port de Rouen est une zone o le transport maritime est tr s d velopp Les navires doivent r sister toutes les attaques du milieu ext rieur tel que le vent ou l eau et des chargements de plus en plus lourds Ces contraintes jouent sur la stabilit du navire son instabilit pouvant provoquer de graves cons quences allant jusqu son chavirement Comment se d finit alors la stabilit d un bateau Le chargement a t il un impact non n gligeable sur cette stabilit Y a t 11 des pr cautions prendre au niveau du chargement pour limiter les risques de chavirement Objectifs Dans mon tude j ai essay de distinguer les diff rentes fa ons de placer les charges dans un bateau pour diminuer les risques en me pla ant dans le cas d un port conteneur M thode de travail Pour mener bien mon tude je me suis tout d abord appuy e sur un cours de l ENSTA la th orie des navires et sur un cours de l cole nationale de la marine marchande du Havre cris par Monsieur Henri Le Bas J ai alors mis en place des l me
19. es au levage de la caisse Nous nous sommes int ress s uniquement aux efforts moteurs en statique au moment du d collage de la caisse Gr ce au module de SolidWorks Motion Works nous avons eu acc s aux efforts moteurs de levage rapidement Sur la maquette c est la pression dans le v rin lue sur un manom tre lors du levage qui donne une image des efforts dans le v rin Les valeurs ne correspondant pas nous avons d cid d tudier plus finement le v rin Etude compl mentaire du v rin Pour tudier le v rin nous avons mis en place une xp rience On place le v rin la verticale tige vers le haut On dispose des poids au bout de la tige En faisant voluer lentement la pression l aide d un d tendeur on cherche la pression minimale permettant au v rin de lever la charge Les vitesses de d placement tant faibles on consid re le systeme statique Nous avons ainsi pu mettre en vidence les efforts non n gligeables de frottement dans le v rin Deuxi me comparaison des efforts En tenant compte des propri t s du v rin nous avons recommenc l xp rience de comparaison des efforts Les donn es receuillies sont alors plus homog nes et permettent de conclure quant la pertinence du mod le num rique Nous nous sommes rendu compte travers notre mod lisation que mod liser un syst me n est pas une chose simple m me lorsque le syst me l est Modeliser demande galement du sens physique et un
20. i d abord cherch savoir ce qu il se passait vraiment pendant un choc Je me suis donc mis la recherche de documents sur le sujet et apr s avoir vu les diff rents aspects th oriques chocs lastiques in lastiques coefficients de restitution th orie de Hertz et quelques mod lisations java de diff rents chocs je me suis dirig en particulier vers la restitution des chocs la fa on dont les diff rentes pi ces rebondissent les unes sur les autres La premi re tape fut d observer un choc sph re plan la sph re tant en chute libre et le plan fixe sous SolidWorks et MotionWorks afin d en tirer les premi res courbes de vitesses et la d termination de coefficients de restitution suivant les caract ristiques des mat riaux Malheureusement les courbes ainsi obtenues ne permettaient pas de savoir ce qu il se passait vraiment pendant les chocs Cela m a donc amen chercher construire une mod lisation de chocs sous Maple qui m a permis d avoir des courbes plus r alistes tout en retrouvant presque toutes les caract ristiques d un choc lastique ou in lastique Mais cette mod lisation ne permettait que de voir des courbes de vitesse et de position Je me suis donc tourn vers Dydacside pour d abord retrouver les m mes r sultats qu avec la mod lisation Maple pour ensuite ins rer se mod le de choc dans une mod lisation du m canisme de direction du chariot Conclusion Et effectivement les courbes obt
21. ivot En parall le nous avons travaill la r alisation d un programme informatique pour mod liser la cat naire avec une m thode de discr tisation en temps et en espace Nous avons essay sous Maple avec la m thode d Euler puis celle de Runge Kutta mais nos r sultats ne furent pas concluants Nous nous sommes alors orient s vers une programmation en C langage que mon camarade ma trisait Cette fois les r sultats furent plus exploitables D autre part nous nous sommes aper us que la SNCF travaillait avec d autres entreprises europ ennes sur un logiciel tr s pouss de simulation du contact pantographe cat naire et qu au terme d un travail de plusieurs ann es le projet EUROPAC une conf rence tait donn e Paris le 14 d cembre 2007 pour r sumer leurs travaux Par chance nous avons pu assister cette conf rence ce qui nous a permis de rencontrer de nombreux responsables A l aide de nos deux outils informatiques et forts des informations que nous avons recueillies nous avons donc pu tudier de deux mani res diff rentes plus ou moins r alistes le comportement de la cat naire au passage du pantographe Plan I Description des l ments 1 Le pantographe 2 La cat naire IL Simulation sur Solidworks 1 Mod le de cat naire 2 R sultats 3 Limites de Solidworks IT Comparaison avec le programme en C 1 Principe du programme 2 Comparaison avec Solidworks 3 R sultats Contact
22. mpact de celui ci sur le couple d une part et la puissance d autre part et donc en d duire le d phasage optimal pour notre moteur Webographie http www photologie fr http www moteurstirling com FICHE SYNOPTIQUE Candidat RETOUT Boris Sujet Etude de mod lisations Etude de mod lisations Objectifs et motivations Dans certains secteurs industriels l innovation est essentielle Les entreprises se doivent d optimiser au maximum leurs moyens de conception commencer par la mod lisation de leurs produits Dans cette optique la mod lisation informatique se r v le tre une aide pr cieuse A travers cette tude nous avons cherch confronter plusieurs mod lisations d un m me syst me technique en nous basant sur un mode op ratoire labor par nos soins Au travers des configurations mod lis es et tudi es peut on d terminer les limites d un mod le et le comparer au r el D marche Nous avons commenc par effectuer une visite chez le constructeur de mat riel agricole Jean Louis HARDY Carentan dans la Manche 50 Nous avons alors d cid de concevoir une maquette recr ant un syst me de levage Apr s quelques esquisses la main nous avons alors pris contact avec un ferronnier la retraite Dominique Boucher qui l aide de plans d velopp s sous solidworks nous a cr une maquette de dimensions 900x450 Nous avons effectu les exp riences suivantes Dans un premi
23. ngulaire de moyens de transports de plus en plus couteux I Objectif Mon but a t de comprendre et v rifier la capacit du ballast satisfaire son cahier des charges au travers d un travail ax sur l tude des mat riaux granulaires et la th orie de Hertz concernant la tribologije II Gen se du sujet Mon int r t s est d abord port sur l tude des mat riaux granulaires en g n ral Domaine bien trop vaste dans le cadre de cet expos J ai donc centr mon tude sur le cas particulier du ballast ferroviaire IV D marche scientifique Son principale int r t tant li sa nature hyper lastique j ai t amen m int resser la structure granulaire du ballast et aux mat riaux d formables en g n ral C est pourquoi j ai tudi la th orie de Hertz sur les mat riaux d formables et j ai entrepris de v rifier la nature non lin aire de la rigidit des objets lastiques au travers de plusieurs exp riences Afin d obtenir des informations sur les int r ts financiers et industriels du ballaste j ai pris contact avec un responsable de la SNCF charg de leur entretient Cette recherche m a permis de confronter les avantages et inconv nients du ballast et de comprendre les raisons qui justifient son usage dans le domaine du transport ferroviaire II Plan I Ballast et rigidit 1 Mat riau d formable a th orie de Hertz b exp riences 2 Structure granulaire a comportement auto adapt
24. ntact des concessionnaires agricoles pour obtenir des vrais documents techniques les concessionnaires sont n anmoins tenus du secret industriel j ai n ai pas pu obtenir que certains renseignements Il m a parut alors int ressant de mener mes propres exp riences pour identifier les diff rents principes de fonctionnements et proposer une d marche exp rimentale de r glage en vue de satisfaire aux crit res de rapidit stabilit et pr cision Les diff rents syst mes I L int grale Ce type de moissonneuse est mont sur des genoux articul s qui permettent la machine de se lever et de se pencher Nous avons observ ce mod le chez le concessionnaire John Deer de Bosc Le Hard 76 Un capteur m canique tout ou rien capte l inclinaison entre la machine et la verticale puis envoie une consigne aux v rins g rant l inclinaison Un tel syst me a le d faut de pouvoir tre instable nous avons donc l aide du concessionnaire d mont le capteur Il comporte un amortisseur ce qui permet de filtrer les vibrations du aux d fauts du terrain Cependant nous pensons que ce n est pas suffisant pour assurer la stabilit nous avons donc imagin un correcteur lectronique suppl mentaire II Le caisson mobile Une autre solution plus conomique consiste faire pivoter uniquement le caisson de nettoyage l int rieur de la machine C est un v ritable syst me asservi Un premier capteur mesure l inclinaison de la machine et un secon
25. ntrumentation industrielle aux ditions Dunot 1982 FICHE SYNOPTIQUE Candidat SOULAS Marine Sujet Int raction pantographe cat naire Comment mod liser le contact pantographe cat naire sur un train Pr sentation Lors du record de vitesse du TGV 574 km h en avril 2007 les ing nieurs de la SNCF ont t confront s des probl mes de captage du courant En effet le courant d alimentation est transmis au train par un bras articul le pantographe qui glisse sur un c ble lectrique la cat naire A trop grande vitesse 1l faut viter que l onde cr e par le contact du pantographe sur la cat naire ne soit rattrap e par le pantographe lui m me Si le pantographe rattrapait l onde il ne toucherait plus la cat naire et cela engendrerait des coupures d alimentation pour le train Le contact entre pantographe et cat naire doit donc tre optimal Cependant pour pouvoir optimiser ce contact il faut d abord avoir une mod lisation la plus r aliste possible du couplage pantographe cat naire Mais comment mod liser ce contact pantographe cat naire D marche Notre premi re id e fut de construire une portion de cat naire et un pantographe l aide du logiciel Solidworks ceci ayant pour but d observer l onde parcourant la cat naire au contact du pantographe Je me suis occup e d assembler la cat naire compos e d une centaine de petits solides parall l pip diques li s entre eux par des liaisons p
26. nts qualifiant la stabilit des navires Dans un second temps j ai cherch voir l influence du chargement sur la stabilit des porte conteneurs Pour cela j ai rencontr Monsieur Savigny shiplanner au port du Havre qui m a permis de comprendre comment limiter l influence du chargement Enfin j ai essay de retrouver les diff rentes pr cautions n cessaires prendre pour viter le chavirement en faisant des exp riences bas es sur une maquette simplifi e se rapprochant d un porte conteneur J ai du au fur et mesure des manipulations am lior mon exp rience pour r ussir d terminer les crit res de stabilit et r ussir se rapprocher du comportement r el Plan I La th orie de la stabilit 1 D placement jouant sur la stabilit 2 Le moment de redressement 3 Angle caract ristique du bateau et stabit I Chargement et stabilit 1 Placement des charges dans le bateau 2 Risques d instabilit I Mise en pratique de l influence du chargement 1 Exp riences 2 Comparaison avec un porte conteneur r el 3 conclusion des exp riences Bibliographie Th ses Th orie du navire cours de l ENSTA de Mr R Servi res Assiette Stabilit Fatigue de coque cours de l cole de la marine marchande du Havre de Mr Henri Le Bas Sites internet wWwWw capitainedepeche com pagel www navaldesigner com wwWw hullcao com FICHE SYNOPTIQUE Candidat MOREAU Simon
27. on A Motivation Le confort dans les v hicules automobiles est incontournable Il est n cessaire de l optimiser par des syst mes sp cifiques J ai choisi de travailler sur une suspension innovante la suspension Crone B Lien avec le th me de l ann e Le but d une suspension dans les v hicules est d assurer le confort des passagers en limitant les oscillations de la caisse Id alement l amortissement qui en r sulte doit tre ind pendant des variations de chargement du v hicule La suspension classique constitu e d un ressort et d un amortisseur en parall le ne satisfait pas cette contrainte alors que la solution baptis e suspension Crone a des performances ind pendantes du chargement C Objectif Mon objectif tait de mod liser un amortisseur Crone pour v rifier l ind pendance du d passement de la r ponse indicielle au chargement D D marche La suspension Crone a t labor e gr ce la notion math matique de d rivation non enti re Gr ce des formules tablies par le math maticien Riemann j ai mis en vidence le caract re d rivateur non entier d une fonction avec le logiciel Mapple La suspension Crone se mod lise par une association en parall le de nombreuses cellules r sistance condensateur hydropneumatiques en s rie dont les valeurs des param tres sont choisis afin d approcher la fonction de d rivation non enti re J ai fait des mod lisations gr ce au logiciel Did acsyde d une sus
28. orie du navire tome 1 henri LE BAS assiette stabilit fatigue de coque cours de l cole nationalde la marine marchande du havre HABAULT Robert th orie du navire ditions scientifiques riber FICHE SYNOPTIQUE Candidat DIEUDONN Christophe Sujet Le moteur Stirling Objectifs Probl matique Quel est le fonctionnement du moteur Stirling Comment en valuer les caract ristiques pour am liorer les performances Introduction La recherche de nouvelles sources d nergie tant une pr occupation qui se fait de plus en plus urgente ceci cause de la disparition progressive des nergies fossiles il est important de se pencher sur des types de moteurs qui nous permettront d exploiter des nergies renouvellables Ainsi plut t que de concevoir de nouveaux moteurs je me suis pench sur un ancien moteur le moteur Stirling ou moteur combustion externe qui malgr ses capacit s pouvoir exploiter des sources priori inexploitables comme certaines sources chaudes pourtant incapables de cuire un oeuf dur est tomb dans l oubli effac d s le 19 si cle par les machines vapeur puis les moteurs combustion interne D marche et difficult s Une fois le sujet choisi les mod lisations et consid rations th oriques ne suffisant pas sans l exp rimentation la premi re tape fut de pouvoir se procurer un moteur ou du moins un mod le r duit permettant d effectuer des mesures et d en valuer les c
29. p www moteurstirling com http wWww photologie fr http macstirling free fr Moteur alternatif combustion externe Techniques de l Ing nieur Ecole des arts et m tiers BM 2593 24 BM 2593 34 11 pages FICHE SYNOPTIQUE Candidat FERT Fran ois Sujet Les milieux granulaires application aux voies ferr es Un aspect de l impact de la vitesse des trains sur le ballast L tude du comportement des milieux granulaires est de nos jours tr s importante En effet elle trouve de nombreuses applications dans des domaines tr s divers tels le domaine agricole avec les silos remplis de c r ales le domaine pharmaceutique avec la pr paration des m dicaments form s partir de poudre ou bien et c est ce qui va nous int resser dans cet expos le domaine ferroviaire avec le ballast En effet l tude du comportement du ballast sous le passage des trains grandes vitesses est une des recherches les plus importantes dans le domaine des transport Objectifs et d marche J ai tout d abord voulu m int resser une approche dynamique g n rale et aux effets des vibrations sur le ballast c est pourquoi j ai d cid de contacter le LAMI Laboratoire Analyse des Mat riaux et Identification dont c est un des domaines de recherche Le directeur de ce laboratoire m a alors envoy des documents ce sujet L approche que j avais envisag tait beaucoup trop vaste c est pourquoi j ai d cid de me restrein
30. pension Crone et classique La simulation num rique m a donn le mouvement du ch ssis lors d un choc sur un trottoir avec diff rentes masses Bibliographie Ouvrages OUSTALOUP A MOREAU X et MATHIEU X Commande CRONE principes et exemples d application Techniques de l Ing nieur 1997 Article tir de p riodique OUSTALOUP Alain Les math matiques de l amortissement Pour la science Novembre 1998 n 253 p 80 87 Ressources internet Xavier Moreau Pascal Serrier Alain Oustaloup La d rivation non enti re en isolation vibratoire application au contr le global de la suspension de v hicule Journ es Nationales de la Recherche en Robotique Guidel Morbihan 5 7 Octobre Site disponible sur http pnrr05 irisa fr resume shtml AutomatiqueAutomobile FICHE SYNOPTIQUE Candidat LARHER Cl ment Sujet Etude de mod lisations La mod lisation informatique est elle pertinente Pr sentation Mod liser un syst me consiste tablir une repr sentation simple d un syst me r el souvent complexe afin de valider un cahier des charges fonctionnel La grande variabilit d un mod le num rique ou non doit alors permettre de mettre en vidence les limites d un syst me La fid lit par rapport au r el le co t et les erreurs maitris s sont des crit res que la mod lisation num rique doit respecter On confronte ici une mod lisation informatique un syst me r el afin de mettre en vidence les e
31. r la stabilit de tels navires et d terminer ce qui nous emp che d assurer une totale s curit de leur quipage et de la marchandise D marche Intrigu e par la s curit des navires de marine marchande je me suis tout d abord familiaris e avec ce domaine en lisant des cours et autres th ories du navire apprenant l l existence d une r action naturelle du bateau d ventuelles perturbations qui fait appara tre un couple dit de redressement J ai alors voulu d terminer ce couple de deux mani res diff rentes et compl mentaires D une part j ai mesur l aide d un dynamom tre puis l aide de masselottes le couple exerc par le bateau lorsqu il subit une inclinaison en eau calme en prenant pour maquette une bo te parall l pip dique dont la forme simpliste a facilit les calculs D autre part j ai d termin l aide d un logiciel de calcul formel MAPLE le couple th orique attendu pour une telle g om trie de coque Enfin soucieuse de l aspect concret de cette tude j ai pris contact avec M Savigny homme de grande exp rience qui m a mise en garde des limites de la th orie ainsi que nous l avons vu en introduction Bibliographie Ouvrages SERVIERES Raymond Th orie du navire tome 1 ditions ENSTA ISBN 2 7225 0374 3 Cours LE BAS Henri Assiette Stabilit Fatigue de coque cours de l cole nationale de la marine marchande du Havre HABAULT Robert Th orie du navire Editions Scientifiqu
32. retour l exp rience reste tout de m me n c ssaire pour confirmer les comportements du syt me Contacts Jean Louis Hardy ing nieur et directeur de la soci t Hardy et Fils conception et fabrication de remorques en tous genres Dominique Boucher ferronnier et ancien premier ouvrier de France il a fabriqu la maquette Soci t SHGT un de leurs syst mes levage est comparable au notre Bibliographie Documentation p dagogique de SolidWorks FICHE SYNOPTIQUE Candidat MARTIN Julie Sujet quilibrage des bateaux et influence des chargements Stabilit des bateaux de transport de marchandise Pr sentation A trop vouloir rendre le bateau stable il arrive qu on augmente sa susceptibilit chavirer ou perdre ses conteneurs d apr s M Savigny ancien commandant de bord de navires de commerce la CMA CGM au Havre En effet un bateau trop stable est un bateau peu souple qui r agit tr s vivement aux perturbations houle vent d placement de charges en son sein au risque de favoriser des accidents Dans la marine marchande c est le shipplanner qui est responsable du chargement et donc nous le verrons de la stabilit du navire Objectifs Comme nous le rappelle l Otello navire amiral de la CMA CGM qui a perdu quelques uns de ses conteneurs en f vrier 2006 des accidents arrivent encore r guli rement c est pourquoi j ai voulu comprendre pourquoi il tait si difficile d assure
33. rreurs de mod lisation pour les comprendre et les maitriser D marche Mise en place d un mod le Nous avons form un bin me et nous nous sommes int ress s la mod lisation d un syst me de levage de bennes agricoles Apr s avoir pris contact avec Jean Louis Hardy un fabricant de remorques de ce type nous avons d cid aux vues des dimensions d une remorque de r aliser une maquette du syst me de levage elle constitue notre mod le r el Les plans de la maquette ayant t r alis s gr ce au logiciel de construction m canique SolidWorks nous les avons utilis comme base de notre mod le num rique Nous avons ajout cette base g om trique des liaisons des propri t s de masse en d finissant les mat riaux Le module MotionWorks permet de piloter le mod le en effort ou en vitesse Comparaison des propri t s de masse Apr s avoir observ les comportements de la maquette et du mod le num rique il a fallu tayer par les chiffres notre comparaison La premi re chose que nous avons compar est le moment d inertie de la benne ramen son axe Le logiciel SolidWorks donne acc s la valeur de mani re instantan e Pour la maquette une exp rience a t n cessaire En mesurant la fr quence des oscillations de la caisse autours de son axe de rotation on a eu acc s au moment d inertie cherch Premi res comparaisons d efforts Nous avons ensuite d cid de comparer les efforts moteurs n cessair
34. s et documents Adrien Bobillot chercheur la SNCF Florian Brignon responsable chez Faiveley Transports entreprise fabricant des pantographes P riodiques Contact model for the pantograph catenary interaction extrait de Journal of System Design and Dynamics Vol 1 2007 Pantograph and catenary dynamics a benchmark problem and its numerical solution extrait de Applied Numerical Mathematics Vol 4 ao t 2000 Rapports Captage du courant de M Daffos SNCF mars 1994 Etude analytique d une poutre pr contrainte en traction tendue entre deux supports rigides de M Gardou 1984 Sites Internet http wWww uic asso fr europac Project Overview html projet EUROPAC http www faiveley com fr categorie php 1D 23 caract ristiques des pantographes http perso wanadoo fr actgv site de l association des conducteurs de trains grande vitesse FICHE SYNOPTIQUE Candidat ZAHM Laure Sujet R acteur lit fluidis caract ristiques et conditions de stabilit Introduction Le d veloppement de proc d s industriels cherche am liorer les rendements On veut produire plus moindre co t financier nerg tique environnemental Ainsi un lit fluidis permet d am liorer la cin tique et les transferts thermiques d une r action chimique entre une phase solide et un fluide Cependant la simplicit du dispositif a pour contre partie le besoin de ma triser soigneusement les conditions
35. t des passagers lors d un accident Pr sentation La s curit routi re est un enjeu majeur aujourd hui et fait l objet de nombreuses tudes L habitacle de la voiture la ceinture et l airbag sont essentiel pour la s curit de l individu En effet il faut laborer les probl mes majeurs qui interviennent lors d un accident afin d augmenter le temps de d c l ration de l individu et d viter le choc avec l habitacle Les crash test tant tr s co teux les entreprises pr f rent utilis majoritairement un mod le virtuel pour effectuer les tests de s curit Ces mod les font alors bien intervenir des probl mes de limites de stabilit s ou encore de variabilit s Objectif J ai du dans un premier temps d finir les param tres importants qui interviennent lors d un accident afin de pouvoir proposer un mod le simple math matique qui d crit ce qui ce passe d une fa on r aliste lors d un accident ou encore une mod lisation Une discussion de cette mod lisation sera galement n cessaire D marche J ai d abord mod lis un habitacle de voiture ou plus particuli rement les l ments qui constituent l avant de la voiture partir de donn es obtenues lors de crash test et diff rentes tudes J ai ensuite d mod liser la ceinture et l airbag ce dernier constituant importante partie de mon travail j ai du alors tudier les param tres pour une mod lisation simple garantissant une d c l ration supportabl
36. te tude achev e nous avons utilis les informations fournies par M Savigny Capitaine de premi re classe de la Marine Marchande pour appliquer num riquement nos r sultats et les comparer des valeurs connues Bibliographie R Servi res Th orie du navire Tome 1 Cours ENSTA Dominique Paulet Architecture navale connaissance et pratique www capitainedepeche com cadretotal htm FICHE SYNOPTIQUE Candidat PAPAVOINE Nicolas Sujet le moteur Stirling Le moteur Stirling pr sentation De nos jours du fait de la diminution des r serves de p trole et d un soucis de respect de l environnement la recherche dans la cr ation de moteur cologique et consommant peu de carburant est en pleine essor Portant le moteur Stirling moteur a combustion externe invent en 1817 respecte ces conditions En effet le moteur Stirling est silencieux du fait qu il n y ai pas de d tente de l atmosph re comme dans le cas d un moteur combustion interne la combustion est continue l ext rieur du ou des cylindres De plus sa conception est telle que le moteur est facile quilibrer et engendre peu de vibrations Donc un moteur peu polluant et facile de conception Intrigu par ce moteur nous avons d cid de nous procurer un mod le simple de celui ci et de l tudier pour cerner quelque unes de ses caract ristiques son couple en fonction de sa vitesse et sa vitesse maximale de rotation Objectif
37. urs qui etaient malheureusement impr cis J ai donc pris contact avec differents concessionnaires agricoles pour obtenir de plus amples informations Cependant tant tenus au secret industriel ils n ont pu me fournir que certains renseignements J ai galement r alis des exp riences sur des moissonneuses Il existe deux mani res de maintenir l horizontalit du caisson Dans la premi re toute la machine est maintenue horizontale en modifiant la hauteur de la cisse de la machine par rapport aux roues avant tandis que dans la seconde seul le caisson de nettoyage pivote J ai pu tudi le capteur du premier syst me qui est de type tout ou rien et peut donc provoquer un comprtement instable Sur le second syst me qui est plus conomique une premi re exp rience nous adonn la FTBO de l asservissement nous avons aliment le v rin grace a une seconde batterie Nous avons pu ainsi tudier la stabilit et la pr cision de ce syst me Une aute exp rience nous a permis de connaitre la FTBF du syst me nous avons d tach le capteur et l avons inclin tout en filmant l cran de controle de la machine affichant l inclinaison du capteur et celle du caisson Nous avons constat la pr sence d un retard qui est source d instabilit BIBLIOGRAPHIE manuel d utilisation de moissoneuses batteuses CX etCR New Holland manuel de r paration de moissoneuses batteuses s rie Z John Deer www laverdaworld com GEORGES ASCH Les capteurs en i
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