ELectric EXCavator : Simulateur de conduite d`une mini

ELectric EXCavator : Simulateur de conduite d’une
mini-pelle électrique – modélisation du contact
avec le sol
2014
2015
CONTEXTE :
La prise de conscience environnementale générale pousse les industriels
à proposer des produits conçus avec une considération croissante liée
aux émissions, à la fois polluantes et sonores, et à
l’efficacité énergétique.
Le projet ELEXC, dont la finalité est de réaliser un prototype
de mini-pelle 2,7T électrique s’inscrit dans ce contexte. Les
prestations offertes par ce produit innovant permettront
non seulement de mieux répondre aux exigences des marchés en
termes de nuisances sonores, d’émissions polluantes et
d’efficacité énergétique mais permettront de surcroit de
considérer l’émergence de nouveaux marchés, comme celui des
travaux en intérieur.
L’électrification
intégrale d’une mini-pelle relève de plusieurs challenges.
Outre la problématique de stockage de l’énergie, un des challenges principaux s’avère être lié à
l’électrification des actionneurs. En effet, les engins proposés à ce jour par les différents constructeurs
utilisent conjointement une machine thermique standard, semblable à celles utilisées dans l’automobile et
un système hydraulique couplé aux différents actionneurs via des distributeurs. Ainsi, les différentes
fonctions de l’équipement telles que le déplacement de la pelle, de la lame niveleuse, ou encore du véhicule
lui-même sont intégralement assurés par des éléments hydrauliques. Le type d’actionneur électrique qui
pourrait remplacer ces derniers est aujourd’hui, à priori, connu dans l’industrie. Cependant, ce type de
composant n’ayant encore jamais trouvé d’application dans le secteur des engins de construction, le
challenge dont relève le projet ELEXC consiste définir les contraintes d’intégration propres à ce type
d’application ainsi qu’à développer un prototype fonctionnel.
OBJECTIFS DE L’ETUDE :
L’électrification d’une mini-pelle entraîne très certainement une modification du comportement de
l’engin mais aussi nécessite une conduite adaptée de l’utilisateur afin de minimiser la consommation
d’énergie (comme sur un véhicule automobile hybride). Ainsi, un simulateur de conduite de la mini-pelle le
plus réaliste possible, intégré dans un système hardware-in-the-loop a fait l’objet de plusieurs projets
ces dernières années. L’objectif de ce travail sera donc de finaliser ce simulateur en intégrant la
modélisation du sol, d’une part pour reproduire le contact chenille sol, et d’autre part simuler le
pelletage .
ETAPES DU TRAVAIL :
Le travail proposé s’articule autour des 3 étapes suivantes :
1. Conduire une recherche bibliographique de la modélisation d’un sol
(ce travail se fera en collaboration avec un groupe d’étudiants du CIDL)
2. Développer un modèle de pelletage qui sera intégré dans un système temps réel (DSPACE),
3. Valider en simulation puis sur le simulateur les variations d’efforts sur les différents équipements de
la mini-pelle
Nombre d’étudiants : 2
INTERETS: Modélisation mécanique, innovation technologique, réalité virtuelle, HIL.
Contact industriel: R. Cailleret (Volvo CE)
Encadrement : E. Bideaux, R. Moreau, M. Smaoui
INGENIERIE DES SYSTEMES AUTOMATISES