avis de soutenance

UNIVERSITE DE TECHNOLOGIE DE BELFORT-MONTBELIARD
Ecole Doctorale Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques
IRTES EA7274
AVIS DE SOUTENANCE
Madame Sophie COLLONG
Candidate au DOCTORAT Sciences pour l'ingénieur
à l'UNIVERSITE DE TECHNOLOGIE DE BELFORT-MONTBELIARD
Soutiendra sa thèse
Le jeudi 07 avril 2016 à 14h00
Amphithéâtre P228 - SEVENANS
Sur le sujet suivant :
« Conception des systèmes mécaniques complexes en comportement
dynamique - Contribution à une démarche physico-fiabiliste à partir d'un
système à pile à combustible pour véhicule électrique à hydrogène »
Le jury est composé de :
Monsieur Abel CHEROUAT, PROFESSEUR DES UNIVERSITES
UNIVERSITE TECHNOLOGIE TROYES, Rapporteur
Monsieur Arnaud HUBERT, PROFESSEUR DES UNIVERSITES
UNIV TECHNOLOGIE COMPIEGNE, Rapporteur
Monsieur Willy CHARON, PROFESSEUR DES UNIVERSITES
UNIV TECHN BELFORT MONTBELIARD
Madame Fabienne PICARD, MAITRE DE CONFERENCES DES UNIVERSITES, HDR
UNIV TECHN BELFORT MONTBELIARD
Monsieur Raed KOUTA, MAITRE DE CONFERENCES DES UNIVERSITES
UNIV TECHN BELFORT MONTBELIARD
Monsieur Thierry SORIANO, PROFESSEUR DES UNIVERSITES
INST SUP MECANIQUE PARIS
Monsieur Yann MEYER, MAITRE DE CONFERENCES DES UNIVERSITES, HDR
UNIV TECHN BELFORT MONTBELIARD
Monsieur Olivier LOTTIN, PROFESSEUR DES UNIVERSITES
UNIVERSITE LORRAINE
Résumé
L'intégration de systèmes mécaniques complexes soumis à des environnements vibratoires contraignants nécessite
de tenir compte, dès la conception, des sollicitations réelles d'usage.
La thèse montre que l'environnement vibratoire ainsi que la durée d'exposition dépendent de l'utilisation qui sera
faite d'un système tout au long de son cycle de vie. L'évaluation de son utilisation repose sur l'évolution conjointe du
comportement des utilisateurs et du développement de la technologie du système.
L'analyse de la sûreté de fonctionnement d'un système mécanique complexe a permis de considérer le système
dans son ensemble et d'investiguer ainsi de façon approfondie le comportement dynamique de composants
critiques. La modélisation simple de systèmes mécaniques précise qualitativement et quantitativement les
comportements dynamiques principaux et simule les sollicitations vibratoires auxquelles un composant critique
identifié est soumis. Sur cette base, la modélisation du comportement d'un composant mécanique permet d'évaluer
le dommage par fatigue qu'il subira. Cet indicateur apporte au concepteur une aide aux choix de la géométrie du
composant.
Enfin, l'environnement climatique ainsi que des impacts liés au fonctionnement interne du système, ont été pris en
compte par la réalisation d'essais vibro-climatiques en fonctionnement.
Ces études ont été menées sur un système à pile à combustible intégré à un véhicule électrique à hydrogène. Elles
ont permis de mettre au point un cheminement comme appui à la conception des systèmes mécaniques complexes.
Le cheminement pluridisciplinaire proposé dans cette thèse repose donc sur l'interaction de travaux de recherche
issus principalement des domaines de la sociologie, de la sûreté de fonctionnement et de la mécanique.
Abstract
The integration of complex mechanical systems subject to stringent vibration environments requires consideration of
the real conditions of use from the beginning of the design phase .
The thesis shows that the vibration environment and the duration of exposure to this environment depend on the use
of the system throughout its life cycle. The evaluation of its use is based on the joint evolution of both the user
behavior and the system technology development.
The dependability analysis of a complex mechanical system leads to consider the system as a whole and thus to
investigate in depth the dynamic behavior of critical components. A basic modeling of the mechanical system allows
to qualitatively and quantitatively identify key dynamic behaviors and determines the vibration loads to which
selected critical components are subjected. On this basis, modeling the behavior of a mechanical component leads
to assess its fatigue damage. This indicator helps the designer in his choice of component geometry.
Finally, the climatic environment as well as effects related to the internal functioning of the system, have been taken
into account by performing vibro-climatic tests of on an operating systems, i.e. a fuel cell system integrated into a
hydrogen electric vehicle. This helped to develop a procedure to support the design of complex mechanical
systems.
The multidisciplinary path proposed in this thesis is therefore based on the interaction of research works mainly
issued from the fields of sociology, dependability and mechanics.