Littérature scientifique sur le sujet « Procédé de fabrication des pneumatiques »

Les deux pôles CNFM (Coordination Nationale pour la Formation en Microélectronique et en nanotechnologies) de Toulouse et Bordeaux, AIME et PCB respectivement, ont associé leurs compétences pour créer des formations sur la thématique de l’électronique de puissance : procédé de fabrication de composants pour l’AIME, et leur assemblage sur un substrat céramique pour le PCB. Le circuit choisi, un redresseur de puissance (Pont de Graetz) a permis de valider le procédé de fabrication des diodes de puissance nouvellement mis au point à l’AIME. L’intérêt de cette collaboration inter-pôle est double (i) proposer aux étudiants un TP complet allant du composant élémentaire, à leur assemblage et la caractérisation élémentaire ou du redresseur de puissance, (ii) avoir possibilité de changer selon l’application finale les caractéristiques électriques et dimensionnelles des diodes, (iii) bien connaître les caractéristiques des diodes en prévision des études de fiabilité du composant.

Nous présentons le développement d’un stage de CAO (Conception Assistée par Ordinateur) pour des étudiants de niveau bac+5 découvrant le domaine de la microélectronique. Le but de ce stage est de délivrer dans un laps de temps relativement court (2 jours) les notions importantes sur la conception d’un circuit intégré en technologie CMOS. Pour cela, le travail se base sur une découverte du procédé CMOS par la TCAD (Technology Computer Aided Design) permettant d’introduire le procédé de fabrication d’un MOSFET et de relier ses grandes étapes à la logique de dessin par couche lors de la conception du transistor (layout).

De nombreux objets du quotidien contiennent des nanomatériaux manufacturés (NMM), fréquemment utilisés par l’industrie (cosmétique, agroalimentaire, pharmaceutique, automobile, aéronautique, pneumatique, de fabrication d’articles de la vie quotidienne, etc.). Lors de leur cycle de vie, ces objets relarguent des NMM qui peuvent se retrouver dans les eaux usées urbaines, les eaux de ruissellement ou encore les eaux usées industrielles. Les stations d’épuration (STEP) n’ont pas été conçues pour traiter les nanomatériaux. L’association Record (Réseau coopératif de recherche sur l’économie circulaire, les déchets et l’environnement) a mené en 2019 une étude visant à répertorier l’état des connaissances concernant la présence de NMM dans les différentes filières de traitement des déchets, dont le traitement des effluents liquides. La plupart des articles publiés tendent à montrer que les NMM finissent principalement dans les boues en sortie de STEP, soit dans les boues primaires, par agglomération et/ou agrégation puis décantation lors des procédés primaires, soit dans les boues secondaires, après adsorption sur les matières organiques ou les micro-organismes des boues activées, lors des traitements secondaires. Les NMM se trouvant dans les boues et/ou dans les effluents épurés en sortie de STEP peuvent donc finir dans l’environnement aquatique et dans les sols, via le rejet des eaux épurées dans les cours d’eau et également via l’épandage des boues. Ces NMM peuvent également inhiber le fonctionnement des STEP. Toutefois, les études sont principalement menées à l’échelle du laboratoire, avec des NMM purs, bien que ceux-ci puissent subir des transformations dans les réseaux d’évacuation, les prétraitements et les traitements primaires, à de fortes concentrations, etc. Extrapoler ces résultats aux impacts probables dans les conditions opératoires d’une STEP demeure donc délicat, d’où l’importance de continuer les recherches sur l’identification et la quantification des différents types de NMM entrant dans les STEP ainsi que leur devenir (transformation, stabilisation, etc.) lors des différents processus de traitement des effluents liquides.

Les oasis des pays phœnicicoles sont réputées pour le savoir-faire ingénieux des femmes en matière de transformation des dattes en différents produits : pâte, jus, poudre, etc. Cependant, la transmission de ce savoir-faire traditionnel connaît une nette régression et la valorisation des produits à base de dattes reste insuffisante. Ce travail a pour objectif d'évaluer et d'améliorer le procédé traditionnel de préparation des pâtes de dattes « Tassabount » et « Toummit » des oasis de Tata au Maroc. Des critères physico-chimiques et hygiéniques de ces pâtes ont été évalués et un procédé amélioré a été appliqué pour la préparation de la pâte de dattes des variétés Bouittob et Bousthammi noire. La pâte obtenue a été caractérisée du point de vue physico-chimique, sensoriel, microbiologique et aptitude à la conservation. Selon les courbes de sorption, les pâtes traditionnelles ont montré un comportement peu hygroscopique permettant d'assurer une bonne stabilité microbienne. Toutefois, ce comportement engendre une désorption de l'eau au cours du stockage, entraînant un durcissement rapide. On a également enregistré une qualité hygiénique insuffisante de ces pâtes, due au non-respect des bonnes pratiques d'hygiène et de fabrication. La pâte préparée selon le procédé amélioré a présenté une qualité très satisfaisante. Le temps et la température de conservation ont eu un effet significatif sur les propriétés physico-chimiques, sensorielles et microbiologiques de la pâte. Un conditionnement et des conditions de stockage appropriés de cette pâte sont proposés.

Comme l’a montré l’historiographie récente, Nicolas Robert, au service du papetier Didot-Léger, installé dans la région parisienne, brevette en 1799 la fabrication du papier en continu non pas pour des nécessités techniques, mais pour échapper au poids d’une main d’œuvre particulièrement ingérable. Le procédé est amélioré en Angleterre dans la décennie suivante. Le seul domaine dans lequel le papier en continu s’impose vraiment est le papier peint, une forme de décor alors en plein essor. Mais au Royaume-Uni, le papier peint est imposé à la feuille et le fisc britannique s’oppose à tout changement. C’est donc le manufacturier alsacien Jean Zuber qui met au point une machine à papier adaptée aux besoins du papier peint en 1830, prenant ainsi une sérieuse avance sur ses concurrents.

La recherche en robotique connait un intérêt croissant pour la manipulation des objets mous : des tissus, des mousses ou tout autre objet déformable comme le caoutchouc. La déformation d’un tel objet est généralement modélisée par l’introduction de nouveaux degrés de liberté, ce qui rend plus complexe son contrôle. Dans le contexte de l’industrie du futur, la Manufacture Française des Pneumatiques Michelin souhaite moderniser son procédé de fabrication de pneumatiques qui consiste à assembler, couche par couche, des bandes et des nappes de gomme. Ces tâches, qui n’ont jamais été robotisées avant cette thèse, entrent dans le domaine de la manipulation robotique d’objets déformables (MROD).Issue d’une convention CIFRE (Convention Industrielle de Formation par la Recherche) de l’ANRT (Association Nationale de la Recherche et de la Technologie), cette thèse s’intéresse à cette problématique dans un contexte applicatif industriel à travers la conception d’une cellule robotique en apportant des solutions technologiques innovantes, notamment en termes d’actionnement, de perception et d’architecture de commande. Cependant, nous montrons que l’intégration de ces solutions est limitée par des problématiques classiques de la MROD, telles que la modélisation des déformations de l’objet, la perception multimodale ou encore la commande et la génération dynamique de tâches.Une première contribution apportée est l’adaptation d’algorithmes de traitement d’image issus de bibliothèques libres dans un contexte industrielle. Ces algorithmes remplacent des solutions industrielles du commerce et permettent une plus grande liberté de paramétrage pour chaque fonction. Le résultat est donc un assemblage de briques algorithmiques flexibles et adaptées aux spécificités du procédé de fabrication de pneumatiques.Cette thèse explore également l’utilisation d’un modèle physique réduit pour contrôler la tension dans une bande de gomme en suspension dont une extrémité est enroulée autour d’une bobine et l’autre extrémité est manipulée par un robot. Nous distinguons alors trois contributions : l’estimation par vision de la tension, une loi de commande en boucle fermée pour réguler la vitesse de rotation de la bobine et ainsi varier la longueur de la partie suspendue de la bande, et un algorithme de planification de la tension désirée.Une dernière contribution concerne une commande par retour visuelle permettant de joindre bout à bout les deux extrémités d’une nappe enroulée autour d’une surface cylindrique. Cette opération complexe se base sur la perception par vision et la reconstruction en 3D du bord de nappe ainsi qu’une loi de commande prenant en compte une mesure pondérée de l’erreur.Nos développements ont permis la conception et la réalisation d’un démonstrateur industriel qui se veut prêt à un déploiement en usine. Cela impose donc de prendre en compte dès le début de la réflexion scientifique les contraintes industrielles telles que l’encombrement, le temps de cycle, la matériel et l’architecture logicielle à disposition, ou encore les tolérances de qualité. Des validations expérimentales ont été réalisées sur ce banc d’essai
Robotics research is increasingly interested in the manipulation of soft objects: fabrics, foams or any other deformable object like rubber. The deformation of such an object is usually modeled by introducing new degrees of freedom, which makes its control more complex. In the context of the industry of the future, the Manufacture Française des Pneumatiques Michelin wishes to modernize its tire manufacturing process which consists of assembling, layer by layer, strips and plies of rubber. These tasks, which have never been robotized before this thesis, fall within the domain of robotic manipulation of deformable objects (RMDO).Through the CIFRE plan (French Industrial Research Training Convention) of the ANRT (French National Association for Technological Research), this thesis addresses this issue in an industrial application context through the design of a robotic cell by providing innovative technological solutions, especially in terms of actuation, perception, and control. However, we show that the integration of these solutions is limited by classical problems of RMDO, such as the modeling of object deformations, multimodal perception or dynamic control and generation of tasks.A first contribution is the adaptation of image processing algorithms from open-source libraries to an industrial context. These algorithms replace commercial industrial solutions and allow a greater freedom of parameterization for each function. The result is an assembly of flexible algorithmic bricks adapted to the specificities of the tire manufacturing process.This thesis also explores the use of a reduced physical model to control the tension in a suspended gum strip, one end of which is wrapped around a spool while the other is manipulated by a robot. We distinguish three contributions: vision-based estimation of the tension, a closed-loop control law to regulate the rotation speed of the reel and thus vary the length of the suspended part of the strip, and a planning algorithm to achieve the desired tension.A last contribution concerns a visual feedback control allowing to join end to end the two ends of a web wrapped around a cylindrical surface. This complex operation is based on visual perception and 3D reconstruction of the edge of the ply as well as a control law considering a weighted measure of the error.Our developments have enabled the design and production of an industrial demonstrator that is ready for deployment in a factory. This means that industrial constraints such as sizing, cycle time, available hardware and software architecture, and quality tolerances have been considered from the beginning of the scientific reflection. Experimental validations were carried out on this test bench

Ces travaux de thèse s’intéressent aux outils de simulation rapide de la fabrication d’un pneumatique. L'objectif est de prédire le mouvement et la position des éléments constitutifs du pneumatique, lors de leur mise en conformation, en prenant en compte les déformations induites par les actions mécaniques associées. Ces travaux s’appuient sur la mise en place d’un algorithme visant à modéliser le gonflement d’un outillage et la mise en place d’un modèle de déformation d’un système de formes géométriques aux caractéristiques mécaniques différentes. L'algorithme de gonflement de l’outillage se base sur la théorie des membranes inextensibles et son industrialisation est validée pour des dimensions standards de pneumatiques. La méthode Masse-Ressort est retenue pour réaliser la déformation de formes géométriques afin d’obtenir des résultats de déformation en temps réel. Dans ces travaux, cette méthode est adaptée aux matériaux d’un pneumatique à partir de travaux de caractérisations géométrique et mécanique validés par comparaison aux Éléments Finis. En conclusion, la modélisation développée permet une description à chaque étape du procédé de fabrication
This thesis deals with fast simulation tools used to manufacture of a tire. The goal is to predict the displacement and position of the components of a tire taking into account the deformations induced by the associated mechanical actions. This work is based on the implementation of an algorithm for modeling the inflation of a tool and the development of a deformation model in order to compute the deformation of geometric shapes taking into account different mechanical properties. The algorithm to model the inflation of the tool is based on the theory of inextensible membranes and its industrialization is validated for standard sizes of tires. Mass-Spring method is used to achieve the deformation of geometric shapes in order to compute deformation in real time. In this work, this method is suitable for materials of a tire from geometric and mechanical characterizations validated by comparison with FEM. To conclude, the developed modelization allows a description for each step of the manufacturing process

Le procédé de fabrication par fusion de poudre à l'aide d'un faisceau d'électrons est appelé procédé Electron Beam Melting (EBM). Il permet la fabrication de pièces métalliques à partir de poudres. Grâce au niveau de qualité (géométrique et mécanique) des pièces produites, le procédé peut être utilisé afin de produire des pièces fonctionnelles et non plus uniquement des prototypes. Ce procédé, ainsi que les autres procédés additifs métalliques, permettent d'envisager le passage de l'impression 3D à la fabrication additive métallique.L'utilisation de la fabrication additive dans un contexte industriel impose le respect de critères en termes de qualité, coût et délai des pièces produites. L'ensemble des étapes numériques de mise en production d'une pièce constitue la chaîne numérique. Cette dernière a un impact fort sur l'ensemble de ces trois critères. Ainsi, cette thèse apporte une réponse à la question suivante :Comment la fabrication assistée par ordinateur peut-elle améliorer le triptyque qualité, coût, délai du procédé de fabrication EBM?Le problème est abordé par la question sous-jacente suivante :Quelles caractéristiques doit posséder un environnement de fabrication assistée par ordinateur adapté au procédé EBM ?Pour répondre à cette question, la chaîne numérique actuelle est analysée . Les principales limites identifiées sont :- l'utilisation de fichiers au format STL- l’impossibilité d’optimiser le procédé à différentes échelles- l’impossibilité de simuler le procédé EBMAfin de résoudre l'ensemble des problèmes énoncés, un environnement de FAO est proposé. Celui-ci permet de centraliser l'ensemble des opérations de mise en production au sein d'un environnement unique. Il autorise le travail avec l'ensemble des formats de fichiers reconnus comme les formats natifs des logiciels de CAO ou le format STEP. Des développements informatiques permettent de concrétiser l’environnement proposé.L'implémentation de l'environnement de FAO a mis en évidence le rôle fondamental de la simulation au sein de celui-ci. Il a donc fallu répondre à la question :Comment obtenir une simulation du procédé EBM permettant sa mise au point hors ligne en temps raisonnable ?Bien que la simulation du procédé EBM est largement traitée dans la littérature scientifique, les études proposées reposent sur la méthode des éléments finis et le temps de calcul nécessaire n'est pas compatible avec une utilisation au sein d'un environnement de FAO. Un type de simulation alternatif a donc été créé : une simulation par abaques. Elle est constituée d’une simulation par la méthode des éléments finis qui permet d'obtenir des cartes de températures pour des cas de chauffes et de refroidissements standards. Ces cartes de températures sont ensuite transformées en abaques. La simulation par abaques est vue comme la succession d'une multitude de cas standards. Ainsi l'algorithme de simulation par abaques cherche l'abaque le plus proche de la situation simulée, afin d’estimer les températures au pas de temps suivant.Cette méthode de simulation a permis une réduction des temps de calcul tout en gardant une précision suffisante pour pouvoir être utilisée pour optimiser les paramètres de fabrication.Grâce à une telle simulation, un outil d'optimisation des stratégies de fusion a pu être créé. Il permet d’améliorer la qualité des pièces produites en calculant des stratégies de fusion respectant certains critères thermiques.Les apports majeurs de ces travaux de thèses sont :- l'établissement d'un cahier des charges pour une chaîne numérique performante en EBM- le développement d'un environnement de FAO adapté au procédé EBM- la mise au point d'une simulation rapide du procédé EBM basée sur des abaques- la création d'un outil d'optimisation des stratégies de fusion
The Electron Beam Melting (EBM) process allows to build metallic parts from powder. Thanks to the geometric and mechanical quality of the parts produced, the EBM process can be used to manufacture functional parts and not only prototypes. This process, with other additive metallic processes, make it possible to consider a transition from 3D printing to metallic additive manufacturing.The use of additive manufacturing in an industrial environment requires compliance with quality, cost and time criteria for the parts produced. The production of manufactured parts involves a series of numerical stages which is called the numerical chain. The numerical chain has a significant impact on the three criteria mentioned above. Thus, this thesis provides an answer to the following question:How Computer Aided Manufacturing can improve the quality, cost and time of the EBM manufacturing process?This problem is addressed through the following underlying question:What are the required characteristics for a Computer Aided Manufacturing system adapted to the EBM process?In order to answer this question, the current numerical chain is analyzed. Three main limitations are found:- the use of STL files format- the process cannot be optimized at different scales- the process cannot be simulatedTo solve these issues, a CAM environment is proposed. It allows the centralization of all numerical operations in a single environment. All supported formats can be used within this environment, such as native CAD file formats or STEP format. Software developments are done to prove the feasibility of such an environment.The CAM environment implementation reveals the crucial role of simulation in this system. It is therefore necessary to answer this second question:How to obtain an EBM process simulation allowing the development of parameters, virtually?Although EBM simulation is a recurrent subject in scientific literature, existing studies are based on the finite elements method but the calculation time needed is too important to be used in an CAM environment. Thus, an alternative type of simulation is created in this thesis: a simulation based on abacus. It is composed of a finite elements model, that allows heat maps generation for standards cases of heating and cooling. These heat maps are then transformed in abacus. The simulation algorithm based on abacus search the nearest abacus from the simulated situation in order to estimate the temperatures at the next time step.This simulation method was used to reduce the calculation time while keeping a sufficient precision to optimize process parameters.With the simulation based on abacus, a tool for the optimization of melting strategies is developed. This tool allows quality improvement for the produced parts through the calculation of melting strategies according to thermic criteria.To summarize, the main contributions of this work are:- the definition of requirements specifications of a powerful numerical chain for the EBM process- the development of a CAM environment adapted to the EBM process- the proposal of a fast simulation for the EBM process, based on abacus- the development of a tool for the optimization of melting strategies

Ce mémoire de maîtrise en génie électrique fait état de travaux de recherche appliquée en micro-électronique et plus spécifiquement du développement d'un procédé de fabrication de transistors à hautes fréquences réalisés dans des installations universitaires, afin d'y permettre éventuellement la réalisation de circuits intégrés millimétriques et micro-ondes (MMIC) plus complexes à partir de ces composants actifs de base. Après plusieurs ajustements des procédés de fabrication, des prototypes de transistors MESFET aux caractéristiques DC représentatives de cette technologie ont été fabriqués. Par contre, les tests en hautes fréquences indiquent des fréquences de coupures et un gain trop faibles pour ces dispositifs. Néanmoins, ces premiers prototypes serviront de point de départ pour une optimisation géométrique et physique de ces transistors MESFET. De plus, le développement de nouvelles méthodes connexes et l'expérience acquise lors du développement de procédé facilitera l'étape ultérieure entreprise dans ce domaine de recherche soit le développement du procédé pour transistors HEMT.

L’industrie 4.0 a mis en évidence la nécessité de collecter massivement des données et s’appuie donc en partie sur l’usage de pièces intelligentes qui sont capables de fournir des données lors de leur utilisation. De plus, les technologies de fabrication additive métallique semblent être un moyen de réaliser aisément des pièces intelligentes et particulièrement le procédé Wire & Arc Additive Manufacturing (WAAM) qui utilise une technologie de soudure à l’arc. Cela lève la problématique suivante : Comment fabriquer et concevoir une pièce métallique intelligente par fabrication additive WAAM ? Le périmètre de recherche est limité à la mesure de contraintes dans des pièces en aluminium. Afin de répondre à cette problématique quatre verrous scientifiques sont identifiées et résolus dans ce manuscrit :• L’intégration d’une technologie de mesure au sein d’une pièce nécessite que celle-ci soit massive (composée de cordons juxtaposés). Ainsi, réaliser des pièces massives en aluminium est donc le premier verrou à lever. Les paramètres de fabrication du procédé WAAM sont listés et expliqués dans l’état de l’art. Le mouillage, la régularité et l’énergie massique d’un cordon sont identifiés comme des indicateurs de l’aptitude des paramètres sélectionnés à être utilisés pour produire des pièces massives saines. Des campagnes expérimentales sont menées pour sélectionner les paramètres non identifiés par l’état de l’art pour produire un cordon mouillé et ayant une faible énergie massique. Des blocs sont réalisés et des éprouvettes en sont extraites puis leurs caractéristiques mécaniques sont déterminées par essai de traction afin de valider les paramètres retenus.• Le deuxième verrou scientifique identifié est de choisir correctement la technologie de mesure de contrainte à insérer. De nombreux dispositifs pouvant être insérés au cours du procédé WAAM mais également des méthodes de sélection sont passés en revue dans le chapitre bibliographique. Une synthèse en quatre familles des technologies de mesure de contrainte pertinentes pour l’insertion au cours du procédé WAAM est donc proposée. Un guide de sélection s’appuyant sur des critères d’évaluation, sur la connaissance de ces technologies et sur les spécifications de pièces à rendre intelligente est proposé. Le suivi d’un témoin de contrainte magnétostrictif enfoui par induction est la technologie la plus prometteuse d’après le guide proposé. Cette technologie est utilisée dans la suite de l’étude.• Le troisième verrou est de rendre fabricable la pièce intelligente avec la technologie de mesure sélectionnée. Cette technologie nécessite l’insertion d’un témoin fin en acier au sein de la pièce hôte en aluminium. Afin d’en démontrer la faisabilité, divers paramètres (revêtement du témoin, trajectoire de la torche de soudure) sont explorés lors de campagnes expérimentales. Les échantillons produits sont analysés par tomographie. Des cartes d’épaisseur des témoins sont ainsi produites et permettent de juger de leur détérioration. L’analyse par microscopie électronique à balayage de la couche intermétallique montre la fusion entre le témoin et la pièce hôte et donc la faisabilité de réaliser une pièce intelligente ainsi.• Enfin, pour réaliser une pièce intelligente avec cette technologie, le dernier verrou est le choix de l’emplacement du témoin dans la pièce pour que celui-ci rende compte de l’évolution de l’état de contrainte de celle-ci. Ainsi, des préconisations pour la sélection des caractéristiques mécaniques du témoin ont été formulées à l’aide de l’analyse de son comportement magnétostrictif et de son couplage mécanique à son environnement. Puis, une méthode de placement du témoin pour la mesure de la contrainte maximale dans la pièce et basée sur des simulations éléments finis est proposée pour quatre scénarios de mesures distincts.L’ensemble des études menées permet de conclure sur l’intérêt de l’usage du procédé WAAM pour la production de pièces intelligentes
Industry 4.0 highlights the need for massive data collection and therefore relies partly on the use of smart parts that are capable of providing data when they are used. In addition, metal additive manufacturing technologies seem to be a way to easily make smart parts and particularly the Wire & Arc Additive Manufacturing (WAAM) process that uses arc-welding technology. This raises the following issue, how to manufacture and design a smart metal part by WAAM? The research scope is limited to stress measurement in aluminum parts. In order to answer this problem, four scientific issues are identified and resolved in this manuscript:• The integration of a sensing technology within a part requires the part to be massive (composed of juxtaposed beads). Thus, making massive parts in aluminum is the first scientific challenge to resolve. Manufacturing parameters of the WAAM process are listed and explained in the state of the art. Wetting, regularity and mass energy of a bead are identified as indicators of the suitability of the selected parameters to be used to produce sound massive parts. Experimental campaigns are conducted to select parameters not identified by the state of the art to produce a wetted bead with low mass energy. Blocks are made and specimens are extracted then their mechanical characteristics are determined by tensile test in order to validate the selected parameters.• The second scientific challenge identified is to correctly choose the stress measurement technology to be inserted. Many devices that can be inserted during the WAAM process but also selection methods are reviewed in the bibliographic chapter. A synthesis in four families of strain measurement technologies relevant for the insertion during the WAAM process is therefore proposed. A selection guide based on evaluation criteria, on the knowledge of these technologies and on the specifications of parts to design as smart parts is proposed. Control by induction of an embedded magnetostrictive stress indicator is the most promising technology according to the proposed guide. This technology is used in the rest of the study.• The third challenge is to make the smart part manufacturable with the selected sensing technology. This technology requires the insertion of a thin steel indicator within the aluminum host part. In order to demonstrate its feasibility, various parameters (indicator’s coating, trajectory of the welding torch) are explored during experimental campaigns. Samples produced are analyzed by tomography. Thickness maps of the indicator are thus produced and allow to evaluate their deterioration. Scanning electron microscopy analysis of the intermetallic layer shows the fusion between the indicator and the host part and thus the feasibility of producing a smart part.• Finally, to realize a smart part with this technology, the last challenge is the choice of the indicator location in the part so that it reports the evolution of the stress in this one. Thus, recommendations for the selection of the mechanical characteristics of the indicator were formulated using the analysis of its magnetostrictive behavior and its mechanical coupling to its environment. Then, a method of placing the indicator for the measurement of the part maximum stress based on finite element simulations is presented for four distinct measurement scenarios.All the studies carried out allow to conclude on the interest of the use of the WAAM process for the production of smart parts

Les procédés de fabrication de graisses de lubrification se sont souvent développés de façon empirique dans l'industrie pétrochimique. Face aux difficultés rencontrées lors du développement de nouveaux produits, une recherche plus fondamentale a été entreprise avec pour objectif d'améliorer la conduite du procédé de fabrication des graisses, dans le cas présent des graisses au lithium complexe. Dans un premier temps, une étude critique et explicative du procédé a été réalisée afin d'identifier les séquences susceptibles d'influer fortement sur la qualité du produit final. Il s'est avéré qu'une connaissance plus fondamentale des phénomènes lies à l'ébullition de fluides non newtoniens en cuve agitée était requise. L'étude envisagée dépassait donc le cadre strict de la fabrication des graisses. En effet, les problèmes d'ébullition en milieu fluide visqueux non newtoniens sont fréquents dans l'industrie et ont fait l'objet de très peu d'études jusqu'à maintenant. Dans un second temps, le transfert thermique au cours de ces opérations a été étudié de façon expérimentale sur des fluides modèles puis sur des graisses. Des résultats nouveaux quant à l'influence des propriétés rhéologiques de la charge sur les différents régimes d'ébullition en présence de convection forcée ont été obtenus

Le contexte de cette thèse est le développement d'outils pour améliorer la perception de la raideur des tissus dans le cadre de la chirurgie laparoscopique assistée par comanipulation. Lors de procédures manuelles, cette perception est distordue, notamment par l'effet levier, conséquence des contraintes cinématiques imposées par le trocart. Cette thèse s'articule ainsi autour de deux parties. Dans une première partie, nous étudions l'effet levier et les distorsions qu'il produit dans le cadre d'un outil comanipulé. Nous y introduisons ainsi un modèle permettant l’analyse en raideur d’un outil comanipulé par un chirurgien et un robot. Sur cette base, nous développons une stratégie de compensation pour laquelle nous avons mis en place une expérience de validation. Dans une deuxième partie, nous abordons la conception d’une nouvelle architecture à cinématique RCM, intégrant structure et actionnement pour des applications de robotique légère. Nous présentons notamment une démarche de conception de systèmes origamis articulés produits à l’aide de procédés de fabrication multi-matériaux
The context of this work is the development of tools in order to improve the tissues stiffness perception for cobot-assisted laparoscopic surgery. During manual procedures, this perception is distorted, notably by the fulcrum effect, due to the kinematic constraints induced by the trocar. This thesis is developed in two parts. In a first part, we study the fulcrum effect and how it distorts the perception of a user manipulating the tool in collaboration with a robot. From this model, we propose a strategy in order to compensate for this distortion. A validation experiment for this strategy is then proposed. In a second part, we discuss the design of a new architecture with RCM kinematics, integrating both structure and actuation for lightweight robotic applications. In this context, we present an approach to design articulated origami systems, manufactured using multi-material processes

Ce rapport est une synthèse du travail d'analyse exploratoire du procédé de mise en forme des produits en bétons de type bloc. Celui ci consiste à mouler le bloc par compression assistée de vibrations. Un essai d'analyse de la compactibilité du béton frais est mis au point. Le compactage du matériau est réalisé sous l'action d'impacts répétés d'une masse tombante. Cet essai Proctor est instrumenté via la technique de mesure dynamique aux barres de Hopkinson. L'efficacité du compactage sous impacts est quantifiée. La mesure de contrainte durant le premier impact nous permet de détecter un changement de rhéologie et de l'analyser. Un essai complémentaire est conçu. Il consiste à compacter le matériau sous compression et vibration. Les mécanismes du compactage et l'influence des paramètres sur la densification sont analysés. Par analogie entre la vibration et la température, des essais de caractérisation du comportement viscoplastique du béton frais vibré sont réalisés.

L'utilisation de carbone fossile à des fins énergétiques est une des principales causes d'émission de gaz à effet de serre. L'utilisation de sources d’énergie alternatives telles que les biocarburants permet de limiter ces émissions. La deuxième génération de biocarburants représente une perspective intéressante mais nécessite une étape d'hydrodésoxygénation très consommatrice en hydrogène. L'objectif de ce travail était de valoriser la biomasse lignocellulosique par un procédé original associant conversions biochimique (destructuration) et thermochimique (hydroliquéfaction catalytique). La matière organique a été caractérisée au cours de la destructuration par des techniques d'analyse physico-chimiques (DRIFTS, ATD/ATG), ainsi qu'à l'échelle moléculaire par des techniques couplées à la spectrométrie de masse (headspace, pyrolyses, thermochimiolyse). L'étude des biomarqueurs lipidiques a permis de montrer que l'activité biologique évolue rapidement avant de se stabiliser vers 36 jours. La biomasse lignocellulosique déstructurée a été convertie en biohuile par hydroliquéfaction catalytique. La température et le temps de réaction ont été optimisés. L'influence du solvant, du catalyseur et de la déstructuration ont été étudiés. Le fractionnement chimique (IHSS) a mis en évidence la part importante de la fraction réfractaire, «l'humine». Cette fraction semble être la plus intéressante pour la liquéfaction en termes de quantité et de qualité de biohuile formée
The use of fossil carbon for energy is a major cause of emission of greenhouse gas emissions. The use of alternative energy sources such as biofuels can reduce these emissions. The second-generation biofuels is an interesting step but requires an important hydrogen consuming for hydrodeoxygenation step. The objective of this work was to develop lignocellulosic biomass by an original process combining biochemical conversions (decomposition of organic matter) and thermochemical (catalytic hydroliquefaction). Organic matter was characterized during the decomposition step by physico-chemical techniques (DRIFTS, DTA / TGA), as well as by molecular using mass spectrometry (headspace, pyrolysis, thermochemolysis). The study of lipid biomarkers showed that the biological activity is changing rapidly before stabilizing around 36 days. Lignocellulosic biomass has been converted into bio-oil by catalytic hydroliquefaction. The temperature and reaction time were optimized. The influence of the solvent, the catalyst and the decomposition were studied. The chemical fractionation (IHSS) has highlighted the important part of the refractory fraction, the "humin". This fraction appears to be most interesting for liquefaction in terms of quantity and quality of bio-oil formed

Ce chapitre présente les quatre grands procédés de fabrication additive métallique actuels (L-PBF, DED-LMD, E-PBF, DED-WAAM) et trois procédés alternatifs en cours de maturation. Y sont décrits: les principes de base et les paramètres clés de chaque procédé, les types d’application visés, et certains éléments sur les propriétés des matériaux fabriqués.