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18/11/2016 - Thomas SCHAEP

publié le , mis à jour le

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Thomas SCHAEP soutient sa thèse le 18/11/2016 - 10h - amphi 2 du déambulatoire de l’UCBL

Titre :
Conception et commande optimale d’une architecture hybride hydraulique de reach stacker

Jury :

  • Directeurs de thèse : W. MARQUIS FAVRE ; E. BIDEAUX ; E. NOPPE
  • Rapporteurs  : J.C. MARE ; X. ROBOAM
  • Examinateurs : G. DAUPHIN TANGUY ; R. F. NGWOMPO ; C. PRELLE
  • Invité : J.C. BERNIGAUD

Résumé :
L’accroissement permanent du commerce intercontinental ainsi que la mondialisation s’accompagnent d’une augmentation de la productivité des ports et des terminaux à conteneurs. Le besoin de compétitivité des exploitants auquel s’additionnent les législations environnementales, poussent les fabricants d’engins de manutention de conteneurs à développer de nouvelles solutions afin de produire des machines plus respectueuses de l’environnement à un coût de possession acceptable. Pour ce faire, l’hybridation des sources d’énergie et l’utilisation de chaînes d’actionnement plus efficaces d’un point de vue énergétique sont les solutions envisagées aujourd’hui. En conséquence, les cahiers des charges sont de plus en plus complexes, et les spécifications qu’ils stipulent sont de natures hétérogènes. Ce travail de thèse s’intéresse à deux aspects majeurs en lien avec ces problématiques. Premièrement, nous proposons une procédure de construction d’un "bond graph" permettant de prendre en compte des spécifications exprimées en termes de critère à minimiser et de fonctions du temps désirées en sortie du système. Ce problème prend alors la forme d’un problème couplé d’inversion-optimisation. Du modèle "bond graph" obtenu, il est possible de déterminer directement les conditions d’optimalité, voire de résoudre le problème sous certaines conditions. La démonstration du bien-fondé de cette procédure nécessite notamment la reformulation d’un problème inverse ainsi que la démonstration de la commutativité entre inversion et optimisation. On s’intéresse ensuite à l’extension de la procédure de représentation d’un problème d’optimisation seul au cas où des non linéarités apparaissent au niveau des phénomènes de dissipation d’énergie.

Dans un second temps, on propose une nouvelle architecture pour un engin de manutention de conteneurs afin d’améliorer son efficacité énergétique. D’une part, une solution de récupération d’énergie à la descente du conteneur basée sur un transformateur hydraulique est proposée. L’énergie est alors stockée dans un accumulateur hydropneumatique, puis elle est restituée grâce à un moteur hydraulique complémentaire couplé au moteur diesel. D’autre part, un redimensionnement de la chaîne d’actionnement hydraulique ainsi qu’une stratégie de commande plus adaptée est proposée. Finalement, les modifications précédemment présentées offrent la possibilité de réaliser une récupération d’énergie à la décélération du véhicule sans ajout de composant majeur. L’architecture globale obtenue associée à une stratégie de commande adéquate, génèrent une réduction de la consommation de carburant de 16% à 18%.



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