+ 2007 MECATRONIQUE@LYON – Mécatronique pour le confort vibroacoustique des véhicules

Porteur du projet

Mohamed ICHCHOU LTDS Centrale Lyon

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Laboratoire(s) membre(s)

associés a

Laboratoire de Génie Electrique et ferroélectricité LGEF INSA de Lyon

sous traitance:

FEMTO
M3M (UTBM)

PLATEFORMES INGÉNIERIE@LYON

Acoustique et vibration
Machines tournantes

DOMAINES INGÉNIERIE@LYON

Structures intelligentes

SECTEURS INDUSTRIELS

Transports

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Axe(s) de recherches

Transports

contexte

La mécatronique est une source majeure d'innovations dans l'industrie et tout particulièrement dans le domaine du transport. Ainsi, depuis plusieurs décennies, de nombreux systèmes de contrôle actif ont été imaginés en vue d'améliorer le confort et la sécurité des véhicules. Mais il est troublant de constater les grandes difficultés pour introduire de telles innovations dans une vision produit. Par exemple, des prototypes de suspension active ont été proposés vingt ans avant que des véhicules de série soient équipés de ce type de technologies. Il en est de même des systèmes antibruit qui n'ont pas été exploités à ce jour malgré leur efficacité potentielle. Plusieurs raisons peuvent être avancées pour expliquer ces difficultés. La première réside dans le caractère pluridisciplinaire de ce type de développement qui nécessite la mise en
synergie de plusieurs expertises. La deuxième raison se rattache à la nécessité d'introduire ce type d'innovation très tôt dans les cycles de conception du produit afin d'assurer leur efficacité et leur intégration lors des phases de développement. Une troisième raison réside dans les coûts énergétiques inhérents à ces technologies et dans l'insuffisance de l'intégration aux problèmes industriels des solutions techniques qui résultent des recherches académiques.

objectifs

L'objectif du projet était de concevoir des systèmes de contrôle actif capables
d'améliorer le confort vibratoire et vibroacoustique des véhicules. Les systèmes de contrôle actif, qui ont été développés dans le cadre du projet, agissent sur les
diverses fonctions vibroacoustiques : l'amplification dynamique en augmentant
l'amortissement, l'isolation vibratoire et acoustique en créant des frontières actives, la transmission vibratoire en atténuant les ondes progressives. Ils agissent également sur les principales voies de passages solidiennes des nuisances dynamiques. Ils permettent ainsi une conception optimale dans les principaux domaines fréquentiels du confort vibratoires et vibroacoustique regroupant les basses 3 fréquences et les moyennes fréquences. L’analyse des systèmes de contrôle permettant de maîtriser les niveaux dynamiques dans la bande des moyennes fréquences a constitué un apport supplémentaire original au projet. La réduction du besoin d'énergie extérieur du contrôle actif par son hybridation avec des méthodes de récupération d'énergie ainsi que l'adaptation des composants actifs aux géométries gauches industrielles, ont également fait partie des originalités majeures de ce projet.

resultats

Quatre avancées scientifiques importantes sont à mettre à l’actif des travaux:

+ Isolation large bande vibroacoustique à base de milieux périodiques
+ Contrôle large bande par techniques non linéaire à switch
+ Systèmes et infrastructures de communication pour le contrôle
+ Fiabilité des systèmes mécatroniques

interet industriel et societal

Des systèmes et structures intelligentes dans l'architecture des véhicules pour un meilleur confort

impact

6 CONTRATS INDUSTRIELS

1 CONTRAT ANR : CALIOP il porte essentiellement sur les systèmes d’isolation actives pour les Moyennes Fréquences. Il regroupe trois partenaires de M@L avec une implication de deux équipes de Georgia-Tech aux USA.

INTERNATIONAL : Allemagne (montage d'un projet PICF Carnot-Fraunhofer avec les Fraunhofer LBF et TUD), Chine (BUAA et NUAA)

Les 4 équipes de recherche sont impliquées dans le projet PIME, une action Inter-Carnot piloté par l’IFP afin de réaliser une Plateforme Innovante en termes d’efficacité énergétique.

THESES

Stéphanie Harari – co-encadrement LGEF et LaMCoS (thèse soutenue en 2010).
Flaviano Tateo – co-encadrement FEMTO et LTDS (thèse débutée en 2010).
Kai Zhong – co-encadrement AMPERE, INL et LTDS (thèse débutée en 2010 – bourse CSC réussit collégialement).
Tianli Huang – co-encadrement LTD et FEMTO (thèse débuté en 2009 –bourse MERS).

MASTERES

Vincent Laval : co-encadrement LaMCoS-M3M
Mungia de Gante : co-encadrement LaMCoS-M3M)
Steffen Mathes : co-encadrement AMPERE-INL et LTDS

PUBLICATIONS

M.N. Ichchou, J. Berthaut, M. Collet, Multi-mode wave propagation in ribbed plates: Part I, wavenumber-space characteristics, International Journal of Solids and Structures, Volume 45, Issue 5, 2008, Pages 1179-1195.
M.N. Ichchou, J. Berthaut, M. Collet, Multi-mode wave propagation in ribbed plates. Part II: Predictions and comparisons, International Journal of Solids and Structures, Volume 45, Issue 5, 2008, Pages 1196-1216.
M. Collet, K.A. Cunefare and M. N. Ichchou, Wave Motion Optimization in Periodically Distributed Shunted Piezocomposite Beam Structures, Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 2009; vol. 20: pp. 787 - 808.
X. Zhong, M.N. Ichchou, F. Gillot and A. Saidi Dynamic-reliable multiple model adaptive controller for active vehicle suspension under uncertainties, Smart Materials and Structures, Accepted January 2010, SMS-318140-PAP-68861.
X. Zhong, M.N. Ichchou and A. Saidi Reliability assessment of complex mechatronics system using nonparameteric belief propagation, Reliability Engineering System Safety, Accepted January 2010, RESS-D-09-00418.
O. Bareille and M. Ichchou, Wave propagation in composite structures, Journal of Mechanical Engineering Science, accepted, November 2009, JMES1971.
W.J. Zhou,M.N. Ichchou,Wave scattering by local defect in structural waveguide through wave finite element’, Structural Health Monitoring, accepted, February 2010, SHM-10-0002.
T. Huang, M. Ichchou and O. Bareille, ’Multi-mode wave propagation in damaged ribbed panels’, Journal of Structural Control and Health Monitoring, STC-10-0005.
M. Collet, M. Ouisse, M. Ruzzene and M. Ichchou, ’A Floquet-Block decomposition of the elastodynamical equations : application to 2D waves dispersion computation of damped mechanical system’, Intelligent Materials, Systems and Structures, 2010.

M. Collet, M. Ouisse et M. Ichchou, On the MF analysis of periodic damped passive and active structures, , ICSVS18, Brésil, 2011.
M. Gravade, Morvan Ouisse, Manuel Collet, M. Ichchou, Sensitivity analysis of coupling parameters in porous materials to improve identification procedures, ICSVS18, Brésil, 2011.
Chedly S., Ichchou M., Ouisse M., Collet M , Hiérarchisation paramétrique pour les matériaux poreux en vibroacoustique. Dans 10ème Congrès Français d'Acoustique - 10ème Congrès Français d'Acoustique, France (2010)
F., Du W., Navarro D, O. Bareille, Wireless sensor network for active vibration control, Mieyeville, First International Conference IMPACT'2010. Program. 22-24
March 2010, Djerba, Tunisia
Lallart M., Harari S., Gaudiller L., Petit L., Guyomar D., Richard T., Richard C., Blind switch damping (BSD): A self-adaptive semi-active damping technique,
Journal of Sound and Vibration (2009) 13 p. [hal-00485220 - version 1]
Gaudiller L., Richard C., Harari S., New semi-active multi-modal vibration control using piezoceramic components, Journal of Intelligent Material Systems and Structures 20 (2009) pp.1603-1613 [hal-00485164 - version 1]
Harari S, Richard C, Gaudiller L; Hybrid active/semi-active modal control of smart structures.; Proceedings of the SPIE 2009 Smart Structures and Materials Conference, Volume 7288 , Published 2009.; SPIE 2009 San Diego March 2009
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and Materials Conference, Volume 7288 , Published 2009.; SPIE 2009 San Diego March 2009
Gaudiller L, Harari S, Richard C, ; Low energy multimodal semi-active control minimizing the number of transducers.; Proceedings of the SPIE 2009 Smart Structures and Materials Conference, Volume 7288 , Published 2009.; SPIE 2009 San Diego March 2009
Harari S, Richard C, Gaudiller L, L Editor(s): Ulbrich, H; Ginzinger, L; Semi-Active Control of a Targeted Mode of Smart Structures Submitted to Multimodal Excitation ; MOTION AND VIBRATION CONTROL ;Editor(s): Ulbrich H, Ginzinger L; Pages: 113-122 Published: 2009 (selected paper of the 9th International Conference on Motion and Vibration Control; SEP 15-18 2008, Tech Univ Munchen, Munich, GERMANY)
Harari S., Richard C.; Gaudiller L. - New Semi-active Multi-modal Vibration Control Using Piezoceramic Components : JOURNAL OF INTELLIGENT MATERIAL SYSTEMS AND STRUCTURES Volume: 20 Issue: 13 Pages: 1603-1613 Published: 2009
Harari S., Richard C., Gaudiller, L.MultiModal Control of Smart Structures Based on Semi-passive Techniques and Modal Observer, MOVIC 9th International Conference on Motion and Vibration Control, Allemagne (2008) [hal-00506182 -version 1]
Gaudiller L., Harari S., Richard C., Low energy multimodal semi-active control minimizing the number of transducers, Proceedings of the SPIE Smart Materials and Structures Conf., March 8-12, 2009, San Diego, USA.
Harari S., Richard C., Gaudiller L., Hybrid active/semi-active modal control of smart structures, Proceedings of the SPIE Smart Materials and Structures Conf., March 8-12, 2009, San Diego, USA.
Richard C., Harari S., Gaudiller L., Enhanced piezoelectric voltage build-up for semi-active control of smart structures, Proceedings of the SPIE Smart Materials and Structures Conf., March 8-12, 2009, San Diego, USA.
Guyomar D, Mohammadi S, Richard C Effect of boundary (support) conditions on piezoelectric damping in the case of SSDI vibration control technique Source: MECHANICAL SYSTEMS AND SIGNAL PROCESSING Volume: 23 Issue: 2 Pages: 501-513 Published: FEB 2009
Guyomar D, Richard C, Mohammadi S ; Damping behavior of semi-passive vibration control using shunted piezoelectric materials ; JOURNAL OF INTELLIGENT MATERIAL SYSTEMS AND STRUCTURES Volume: 19 Issue: 8 Pages: 977-985 Published: AUG 2008
Guyomar D, Richard T, Richard C ; Sound wave transmission reduction through a plate using piezoelectric synchronized switch damping technique ; JOURNAL OF INTELLIGENT MATERIAL SYSTEMS AND STRUCTURES Volume: 19 Issue: 7 Pages: 791-803 Published: JUL 2008
Castro E, de la Escalera F.M , Lallart M, Richard C, Monnier T; Semi-passive damping solutions for autonomous vibration control systems on aircrafts.; Proceedings of the IV ECCOMAS Thematic Conference on Smart Structures and Materials Published 2009; SMART’09, Porto Portugal, 13-15 July 2009
Modeling Energy Consumption of Wireless Sensor Network by SystemC, W. Du, F. Mieyeville, D. Navarro,5th International Conference on Systems and Networks Communications Nice, France August 22-27, 2010
A Simulation Study of IEEE 802.15.4 Sensor Networks in Industrial Applications by System-level Modeling W. Du, D. Navarro, F. Mieyeville 4th International Conference on Sensor Technologies and Applications Venice/Mestre, Italy July 18-25, 2010
IDEA1: A SystemC-based System-level Simulator for Wireless Sensor Networks W. Du, F. Mieyeville, D. Navarro, IEEE International Conferece on Wireless Communications, Networking and Information Security Beijing, China June 25-27, 2010
A Complete System-Level Behavioural Model for IEEE 802.15.4 Wireless Sensor Network Simulations, D. Navarro, W. Du, F. Mieyeville, F. Gaffiot, IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS) Paris 30 mai - 2 juin 2010
Chomette B., Chesne S., Rémond D., Gaudiller L., Damage reduction of on-board structures using piezoelectric components and active modal control — Application to a printed circuit board, Mechanical Systems and Signal Processing 24, 2 (2010) pp.352-364 [hal-00466053 - version 1]
Lhuillier V., Chesne S., Pezerat C., Gaudiller L., Contrôle de la transparence acoustique d'une double paroi – Résultats expérimentaux, Actes du Congrès Français d'Acoustique - Congrès Français d'Acoustique, France (2010) [hal-00490281 - version 1]
Lhuillier V., Chesne S., Pezerat C., Gaudiller L.Contrôle actif de la transparence acoustique d'une double paroi. Résultats expérimentaux, 10ème Congrès Français d'Acoustique - 10ème Congrès Français d'Acoustique, France (2010) [hal-00546830 - version 1