Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Ingénierie automobile“

Cette étude aborde le problème de détection, d'isolation et d'identification (FDII) de défauts dans le moteur automobile. Les défauts considérés sont des biais de capteurs du sous-système d'admission d'air. Une méthode générale de diagnostic à base de modèle est présentée. Elle s'apparente à un problème de reconnaissance de formes pour laquelle les signatures de pannes sont comparées au vecteur de cohérence au sens d'une distance. Un indicateur de défauts est généré à partir de la distance de Hamming relative. Afin de minimiser le taux de fausses alarmes, l'opérateur d'implication binaire comme opérateur de comparaison entre signatures est introduit. Le problème de défauts simultanés est ensuite abordé et montre les limites d'un tel système. De ce fait, l'apport de techniques floues est étudié. La fuzzification des résidus permet de repousser le seuil de décision en supprimant le seuillage des résidus lors de l'étape de détection. L'utilisation d'implications floues comme opérateur de comparaison permet d'optimiser les performances d'un tel système en termes de non détection et de fausses alarmes. L'estimation de l'amplitude des défauts sera réalisée à l'aide de l'implication de Goguen. Cette approche a ensuite été validée expérimentalement sur véhicule.

Dans ce mémoire, nous abordons le problème de la conception robuste des systèmes complexes par simulations numériques. Nous menons une analyse rigoureuse des cycles de développement utilisés chez RENAULT et proposons des voies d’amélioration concrètes. Ces améliorations tirent leur inspiration de la stratégie FIRST DESIGN basée sur l’Ingénierie Système et le concept de robustesse décliné à toutes les étapes du cycle de développement du produit. Cette approche utilise les nouveaux outils de conception, tant statistiques que de modélisation. Cette stratégie permet d’éviter les coûteuses impasses de conception liées à un mauvais déploiement du cahier des charges. Pour étayer notre discours, deux cas concrets de conception en dynamique rapide sont étudiés. Une des particularités de ce domaine physique est le coût important de chaque simulation, ce qui nécessite la mise en place de stratégies d’économie des simulations. La première application concerne l’optimisation de forme d’un capot pour le choc piéton. Dans ce travail, nous développons un outil générique d’optimisation pour les concepteurs et le mettons en oeuvre pour trouver une forme de capot satisfaisant le cahier des charges. Pour réduire le nombre de simulations, nous proposons également un paramétrage adapté au problème et une stratégie de validation progressive des nouvelles géométries. La seconde application concerne la conception robuste en crash frontal. Les méthodes traditionnelles de conception robuste n’apportant pas complète satisfaction, nous développons une approche originale basée sur l’étude des scénarios de crash. En identifiant les éléments instables de la structure, cette méthode permet de stabiliser le comportement global de la structure en ne reconcevant qu’un minimum de pièces. L’ensemble des outils développés au cours de ces travaux vise à tirer le meilleur parti des nouveaux outils de conception, mais également du savoir faire des concepteurs. Les forts gains en prestation et en délai de conception constatés sur les exemples d’application attestent de la nécessité de remettre en cause l’approche traditionnelle de la conception et d’intégrer les nouveaux outils de conception numériques
This PhD thesis deals with robust design of complex systems with numerical simulations. The analysis of RENAULT design strategy suggests us concrete improvements based on the FIRST DESIGN methodology. This strategy relies on Engineering System ant the concept of robustness applied to all design step of the product. It uses all new design tools, as well statistical as modeling. This strategy allows designers to avoid design resource consuming and time demanding iterations. We use two concrete case study to illustrate our work. These cases take place in the context of costly simulations, that is why we will have to save them. First case study is about shape optimization of a pedestrian hood panel. We develop an industrial optimization tool and use it to find a satisfying shape. To save simulations, we also develop a special parameterization and a progressive validation of new shapes. Second case study is about robust design of a frontal crash. As traditional approaches could not fit our problem, we develop an original strategy based on crash scenarios. This method allows designers to identify unstable structural elements and to stabilize their behavior during the crash in the best conditions. All the tools developed along this work tend to take the best advantage of both new simulations tools and designers experience. Improvements of performance and design time on both cases study prove the interest of modifying the traditional design strategy to incorporate new numerical design tools

Les changements environnementaux de ces trente dernières années, impliquant un dynamisme et une flexibilité accrue des organisations et des individus, ont conduit à faire évoluer la notion de mobilité interne. Autant la littérature que le discours des entreprises partent du postulat que les nouvelles formes et enjeux de mobilité sont mutuellement profitables aux entreprises et aux individus. Cette thèse vient questionner ce postulat, en prenant le cas de l’ingénierie,dans lequel ces nouvelles exigences de flexibilité posent des problèmes spécifiques en lien avec les caractéristiques contextuelles et structurelles de ce secteur. Elle amène à s’interroger sur le régime de mobilité qui serait soutenable dans un environnement d’ingénierie.Cette recherche prend place au sein d’une direction de l’ingénierie d’un constructeur automobile français et questionne la volonté de l’entreprise de déployer une nouvelle politique de mobilité. Dans un premier temps,la thèse caractérise et discute l’intention d’évolution du nouveau régime de mobilitéinterne. Puis, elle observe la mise en oeuvre de quatre évolutions liées à la gestion des mobilités, portant sur l’introduction de nouvelles formes de mobilité, de nouveaux acteurs et processus. La thèse vient ensuite questionner la cohérence entre ces evolutions et les attentes des individus en termes dedéveloppement de carrière, puis s’interroge sur la pertinence et la faisabilité de cette évolution du point de vue de la contingence vis-à-vis de l’activité et du contexte. Enfin, elle propose un outil d’accompagnement des mobilités à destination des managers
The environmental changes of the last thirties years imply more dynamism and flexibility, has led to an evolution of the notion of internal mobility. The literature as well the discourse from the companies express that the new forms and issues are mutually profitable to the companies and actors. This thesis questions this postulate, through the case of engineering, in which this new requirements of flexibility pose some specific problems, linked to the contextual and structural characteristics of this sector. It brings some interrogations about the kind of mobility system tenable in the engineering environment.This research takes place in the engineering department of a French automotivemanufacturer and questions the will of the company to deploy a new internal mobility policy. First, the thesis examines and discusses the intent of evolution. Then, it notices four main evolutions linked to internal mobility policy, which are the introduction of new forms of mobility, new actors and process. It questions the coherence between theses evolutions and the expectations of individuals in terms of career development, and then, examines the pertinence and feasibility of this evolution from the point of view of the context and activity specificities. Finally, the thesis proposes a management tool to support of mobility process by the managers

Ce sujet concerne de manière générale la gestion de l’obsolescence et la prise en compte du cycle de vie des composants dans un système complexe pluri technologique.Les fournisseurs de rang 1 en prise direct avec leurs clients s’engagent à garantir une durée de vie de 20 ans de leurs sous-ensembles, là où leurs fournisseurs proposent des composants à cycle de vie court de l’ordre de 4 à 5 ans. Ces sous-ensembles doivent rester adaptables et « Upgradables » au regard des évolutions permanentes des besoins, des normes et des technologies.La non prise en compte de ces éléments a pour conséquences des risques industriels qui nécessitent :• la mise en place de moyens de stockage adaptés, la prise en compte de garantie qualité et de montabilité et la prise de risques financiers (sur/sous estimations, problèmes lors du stockage et dégradation des composants),• la création d’un « projet série » visant à reconcevoir un composant supportant une fonctionnalité, devenu impossible à approvisionner, tout en la maintenant compatible avec l’interface,• la recherche de solutions permettant d’adapter les moyens et les produits à la mise en application de nouveaux standards/normes et besoins, …L’objectif de cette thèse est d’étudier l’obsolescence selon les angles complémentaires de : performance, structure, fonctions et fonctionnalités des systèmes. Ces recherches devraient permettre, en ingénierie de l’obsolescence, de déterminer un ensemble de méthodes ou outils pour la maîtrise des risques industriels. Cette thèse s’appuiera sur un ensemble de cas réels pour lesquels la gestion de l’obsolescence est considérée comme un élément critique.Les travaux doivent permettre également de formuler des préconisations en matière de stockage de nouveaux sous-ensembles afin qu’ils ne détériorèrent pas les fonctionnalités des produits finis composés.Cette étude explore la gestion de l’obsolescence à travers des cas concrets, sur des produits actuellement commercialisés.En d’autres termes, au-delà de permettre par anticipation d’agir avant de subir, il s’agira de répondre à la question des gains qui pourraient être réalisés par une entreprise maîtrisant la garantie de fourniture sans discontinuité et sans excès de production
This subject concerns, in a general way, the obsolescence management and the consideration of components life cycle in a multi-technological complex system. Rank 1 Suppliers in direct link with their customers make a commitment to guarantee a life of 20 years of their subsets, where their suppliers propose components with short life cycle of the order of 4 – 5 years. These subsets have to remain adaptable and upgradable with regard to permanent evolutions of needs, standards and technologies.“Unconsideration” of these elements has for consequences of the industrial risks which requiring:• The implementation of adapted means of storage, the consideration of guarantee quality and of mountability, and the taking of financial risks (on / under estimations, problems during the storage and components degradation).• Put in place a "serial project" aiming at redesigns a component supporting a function, become impossible to supply, while maintaining it compatible with the interface.• The search of solutions, allowing adapting the means and the products to the application of new standards / norms and needs.The target of this thesis is to study the obsolescence according to the complementary angles of: performance, structure, functions and features of the systems. These researches should allow, in obsolescence engineering, to determine a set of methods or tools for the control of the industrial risks.This thesis will lean on a set of real cases which obsolescence management is considered as a critical element.The studies have to allow formulating recommendations regarding conception of new subsets whose partial obsolescence, will not damage the features offered by the compound finished products, standards of choice during the design, to identify the life cycles of components and to explore the management of the obsolescence through concrete cases, on products at present marketed.Secondly, it will be necessary to look for the predictability and the adaptability of the system in what would be the next technological step.Allow by the anticipation, to act before undergoing. Which gains could be realized by a company mastering the guarantee of supply without discontinuity and without excess of production?

Le but de cette thèse de doctorat est l'analyse du volume et de la structure démographique du parc automobile français. L'objectif est d'estimer la contribution de la circulation automobile aux émissions de CO2 et de polluants locaux à l'horizon 2020. Les analyses exploitent les données du panel Parc Automobile de la Sofres (observations annuelles sur la période 1984-2008). L'examen de l'évolution de l'âge moyen montre que ce dernier subit un vieillissement d'ordre structurel. Le calibrage d'une famille de lois de survie paramétriques montre une hausse continue de la durée de vie des véhicules. La durée de vie médiane, estimée par ajustement d'une loi de Weibull sur des taux de survie transversaux gagne près de 4,6 années en passant de 8,6 ans pour la période 1984-1987 à 13,2 ans pour la période 2004-2008. La hausse de la durée de vie des véhicules est expliquée par le multi-équipement des ménages, la diésélisation croissante du parc automobile et par une relative hausse de la robustesse des véhicules. Cette hausse de la durée de vie des véhicules particuliers vient s'ajouter à la relative stabilité du volume des immatriculations des véhicules neufs observée depuis deux décennies pour expliquer la croissance du solde naturel ainsi que le vieillissement du parc. Une régression de Poisson nous permet de confirmer la supériorité des véhicules à moteur diesel en matière de durée de vie ainsi que l‟effet négatif de la hausse du kilométrage annuel sur cette dernière. Enfin, sur la base de nos résultats concernant les lois de survie du parc, nous présentons un modèle stylisé de projection de la structure du parc à l‟horizon 2020 suivant deux scénarios contrastés de diffusion de véhicules hybrides et électriques. A partir de chaque scénario de parc, des projections d'émissions sont menées à l'horizon 2020 à l'aide du logiciel Copert IV.

Dans ce mémoire, une méthode innovante de Conception Robuste est développée, puis appliquée au cas du choc latéral d'une automobile. Elle s'appuie sur le cycle en V de l'Ingénierie Sytème et la construction de modèles physiques justes nécessaires. Ces modèles sont utilisés à chaque niveau du cycle pour réaliser des optimisations robustes à moindre coût avant de décliner les meilleures cibles fonctionnelles au niveau suivant, en termes de Qualité/Coût/Délai. Ce raisonnement fonctionnel par étapes permet de gérer la complexité et de favoriser l'innovation en respectant la progressivité du processus de conception tel qu'il existe aujourd'hui dans les entreprises industrielles. La méthode proposée permet ainsi de maximiser les chances d'aboutir rapidement à un produit qui satisfait au mieux les exigences initiales du Projet. La modélisation simplifiée d'une structure au crash est mise en perpective dans cette démarche de conception. L'analogie entre la construction de modèles simplifiés fonctionnels et le processus de conception est soulignée. Un tel modèle est présenté pour le choc latéral d'une automobile. Une modélisation simplifiée des parties peu déformées d'un modèle éléments finis de crash est également proposée, basée sur l'utilisation d'une synthèse modale élastique en grands déplacements. On réduit ainsi le coût de simulation des modèles de véhicules d'environ vingt pourcents pour une très faible dégradation de la précision des résultats. Cette nouvelle modélisation a été validée sur un cas quasi-industriel de crash automobile. Elle trouve de multiples applications dans la démarche de Conception Robuste proposée
In this PhD thesis, an innovative robuste design process is developed and then applied to the design of a motocar for side impact. It is based on the V-shapped cycle of System Engineering and the construction of simplifieds physical models. These models are used at each level of the cycle to perform low cost robust optimization before specifying the best functional targets ti the next level, in terms of Quality/Cost/Delivery. By respecting the progressiveness of the design process, this step by step functional reasoning helps to manage complexity andd favors innovation. Thus, the proposed method maximizes chance to reach quickly a design that statisfies at best the initial expectations of the Project. Simplified crash modeling is presented within the framework of the proposed design method. The analogy between the construction of simplified models and the design process is undelined. Such a model is presented, concerning the side impact of a motoorcar. A simplified modeling of parts of a crash model experiencing small strains is also proposed, based on an elactic component modes synthesis taking into account large displacements. Thus, the simulation cost of full vehicle crash models is recued by twenty percents with a very small loss of accuracy in the results. This new modeling method was valisated on a case of car crash close to an industrial procblem. It can be applied in many ways to help reaching a robust design

L'objet de la thèse est l'étude de processus de diagnostic capables de reconnaître l'état d'un système à partir de données recueillies au fil de l'eau par des capteurs. La supervision des systèmes industriels, nécessité absolue pour les entreprises, conduit parfois à identifier un mode de fonctionnement parmi un ensemble prédéfini de modes. Le type de diagnostic à mettre en œuvre s'appuie alors sur une base de connaissances dite complète (mode supervisé). Dans d'autres cas, le processus de diagnostic doit avoir la capacité de s'adapter à l'apparition de nouveaux modes de fonctionnement, non documentés. Nous proposons de recourir à la reconnaissance des formes floue pour élaborer deux processus de diagnostic, l'un supervisé, l'autre adaptatif. Nous détaillons d'abord, dans une approche de diagnostic en mode supervisé, les différents modules utilisés afin de déduire l'état de fonctionnement d'un système à partir de signaux non stationnaires. Les caractéristiques pertinentes des signaux sont extraites au moyen d'un réseau d'ondelettes. Le système de décision exploite l'information obtenue par reconnaissance des formes floue pour instaurer une procédure de fusion de diagnostics. Nous présentons ensuite une approche de diagnostic adaptatif. Elle repose sur la modélisation de la fonction d'appartenance à une classe de fonctionnement du système par la fonction de transfert d'un filtre de Tchebyscheff. La méthode est comparée à un algorithme utilisant des réseaux à fonction d'activation gaussienne. Les deux processus réalisés sont respectivement appliqués à la détection de cliquetis et à la prédiction du risque de verglas. Les résultats obtenus montrent d'une part la pertinence de l'emploi des réseaux d'ondelettes qui conduisent à la reconnaissance de plusieurs intensités de cliquetis, d'autre part l'intérêt de la reconnaissance des formes floue pour le diagnostic.

Ce travail concerne le bruit propage à l'intérieur de l'habitacle de véhicules automobiles. Le guide formé par le plancher et la chaussée semble jouer un rôle important sur le niveau de bruit. Les effets de l'écoulement et de la fréquence dans ce guide sont l'objet de ce travail. Cette étude, qui repose sur une méthode modale, concerne la propagation des ondes à l'intérieur d'un conduit bidimensionnel à parois rigides parcouru par un écoulement cisaille. Deux types de profils de vitesse sont considérés : l'écoulement cisaille à gradient constant et l'écoulement représentatif d'une couche limite turbulente. La méthode de résolution repose sur une technique de stratification consistant à diviser le conduit en couches d'écoulement uniforme. Elle permet la détermination des solutions modales par le calcul du potentiel complexe des vitesses acoustiques dans chaque couche, pour les modes amont, aval, propagatifs et évanescents. Les profils de pression correspondants peuvent être déterminés dans la section du conduit. Le mode 'quasi-plan' aval est notamment comparé avec les résultats obtenus par différents auteurs. La troisième partie du travail consiste à étudier, par synthèse modale, le rayonnement d'une source acoustique placée en début de conduit, et à évaluer les effets de la fréquence et de la vitesse de l'écoulement sur l'évolution de la pression au niveau du plancher du véhicule. Dans un premier temps, la propagation est étudiée dans un conduit infini. L'accroissement de la pression moyenne du au cisaillement de l'écoulement a notamment pu être apprécié. Dans un deuxième temps, on étudie l'effet de la réflexion des modes sur une section terminale dans deux cas (la section de pression acoustique nulle et le raccord avec un écoulement uniforme) de façon à observer l'effet de la terminaison sur la répartition de pression sur le plancher.

La conception est une activité complexe qui nécessite la mise en oeuvre de connaissances diverses. Elle fait appel aux différentes compétences humaines : savoir faire, créativité. Elle s'appuie aussi bien sur des principes théoriques que sur des constats empiriques. Concevoir peut se définir comme l'activité permettant d'une part de définir les spécifications que l'objet à concevoir doit respecter. D'autre part l'activité de conception comprend la définition du processus permettant la réalisation de cet objet qui doit finalement satisfaire toutes les spécifications préalablement identifiées. Nous présentons dans nos travaux un modèle du processus de conception pour la représentation de connaissances de conception en ingénierie de systèmes mécaniques. Nous nous intéressons plus particulièrement à la modélisation des problèmes relevant de la conception routinière (routine design ou redesign). Cette démarche vise la mise en oeuvre d'un environnement de développement d'applications d'aide à la conception d'organes mécaniques. Les modèles proposés sont interprétés à l'aide d'un mécanisme de propagation de contraintes couplé à un système de CAO traditionnel. Une maquette réalisée sur un cas de conception de culasse permet d'illustrer notre propos
Design is a complex activity which requires different kind of knowledge. It needs human skills such as know how and creativity. This activity is based on theorical principles and on empiric facts. In design the aim is to produce a description of an artefact which will exhibit the necessary attributes to carry out a given function. Design is, thus, the process of providing form froma formless description. We present a design process model to represent mechanical engineering design knowledge, specially in routine design or redesign. This approach proposes a design aid system environment based on proposed models and on a constraint propagation mechanism link to a traditional CAD/CAM system. Aprototype based in a cylinder haed design shows our meaning

Dans un contexte international de réduction des émissions de CO2, le groupe VALEO, soutenu par l’ADEME, développe de nouveaux alterno-démarreur permettant d’assurer des fonctions telles que le « Start-Stop ». La géométrie complexe et les nouveaux profils de mission entrainent une sollicitation par fatigue des ventilateurs de l’alterno-démarreur, dont la durée de vie est, en l’état actuel des connaissances, difficile à prévoir. L’amélioration de la fiabilité des composants passe donc par une analyse des mécanismes d’endommagement cyclique du matériau qui constitue l’objectif de la thèse. Les travaux ont été dirigés selon trois axes. Tout d’abord le comportement de l’acier ferritique a été étudié sur éprouvette de laboratoire en fatigue oligocyclique sous différents chargements (influence de la déformation moyenne, de la vitesse de déformation, de l’introduction d’un temps de maintien). Puis, une étude microstructurale basée sur l’imagerie MET et l’EBSD a permis de comprendre et d’évaluer l’endommagement plastique cyclique du matériau sur éprouvette de laboratoire comme sur composants réels, avant et après utilisation. Cette analyse a conduit à la construction d’indicateurs d’endommagement basés sur les évolutions de la microstructure des éprouvettes après chargement cyclique et le lien avec la durée de vie a été fait. Au final, les informations récoltées ont été utilisées afin d’améliorer la modélisation du comportement du matériau utilisée dans le logiciel de calcul par éléments finis ANSYS®. Ainsi, une loi matériau mieux adaptée a été choisie, à savoir le modèle d’écrouissage mixte de Chaboche, et les paramètres associés ont été identifiés
In the international context of CO2 emissions reduction, VALEO, supported by the French Environment and Energy Agency, develops new car alternators allowing the “Start-Stop” function. Due to their specific geometry and the complex loading conditions, alternator cooling fans are subjected to fatigue damage. Their life time, based on current knowledge, is difficult to assess. A better reliability of the component depends on the understanding of the cyclic damage mechanisms of the material and this is the aim of the PhD thesis.The work followed three axes. At first, fatigue behaviour of the ferritic steel was studied on lab specimens and by means of Low Cycle Fatigue tests. They were carried out under different loading signals, studying the influence of mean strain, of strain rate or of a holding time. Then, a TEM study on one hand, and EBSD investigations on the other hand, focused on the microstructure, allowed to understand and to estimate cyclic plastic damage of the lab specimens, as well as of the fans (before and after cycling in real using conditions). Through this study, damage criteria based on the evolutions of the microstructure have been built and a relationship with the life time has been established. At the end, fatigue information was used in order to improve the material database of the commercial Finite Elements Method (FEM) software called ANSYS®. A better representation of the fatigue behaviour of the material was proposed through the Chaboche model