Soutenance de thèse : Amine LAARIBI

Contribution à l’analyse structurelle et à une méthodologie de conception par approche bond graph : application aux systèmes de direction des véhicules routiers

Doctorant : Amine LAARIBI

Laboratoire INSA : Laboratoire Ampère

Ecole doctorale : n°160 EEA - Electronique, Electrotechnique, Automatique de Lyon

Cette thèse s’inscrit dans le cadre de la chaire de recherche VOLVO « Solutions for the future of Road Freight Transport », en partenariat avec l’INSA Lyon et le laboratoire Ampère. Elle vise à répondre aux défis de l’électrification des véhicules routiers, qui rend certains systèmes hérités des véhicules thermiques inadaptés. Dans ce contexte, la thèse se concentre sur les systèmes de direction électrohydrauliques hybrides, combinant assistance électrique et hydraulique, représentant un terrain d’étude particulièrement riche pour explorer des solutions innovantes face aux problématiques de sur- ou sous-actionnement. La méthodologie de conception et de dimensionnement mobilisée s’appuie sur les travaux développés au laboratoire Ampère. Basée sur l’inversion de modèles et utilisant le formalisme bond graph, elle permet d’exploiter directement les spécifications du cahier des charges, généralement exprimées sur les sorties, pour déterminer les inconnues du problème. Sa principale originalité réside dans la phase d’analyse structurelle, qui permet de vérifier l’inversibilité des modèles, les propriétés mathématiques des spécifications et d’identifier des propriétés structurelles indépendantes des valeurs numériques des paramètres. Trois objectifs guident ce travail. Le premier, théorique, concerne la démonstration du calcul des déterminants du faisceau matriciel et de la matrice système issus d’un modèle bond graph sans recours au digraphe, grâce à une approche basée sur le groupe de permutations. Le deuxième approfondit l’étude de la structure finie des systèmes linéaires réguliers, en proposant une méthode de détermination du nombre générique des pôles et zéros finis, notamment via l’introduction de la notion de séparateurs. Le troisième objectif, applicatif, consiste à mettre en œuvre la méthodologie de dimensionnement dans un cadre industriel, à savoir la conception des systèmes de direction pour véhicules routiers. Pour ce faire, un modèle bond graph du véhicule routier, et plus particulièrement de son châssis et de ses sous-systèmes de direction, a d’abord été développé et validé par comparaison avec un modèle de référence industriel utilisé par VOLVO. Ce modèle a ensuite servi de support à l’application de la méthodologie, en particulier pour le dimensionnement des sous-systèmes d’assistance du système de direction.