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18 déc
18/déc/2018

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Équipex PHARE : des moteurs plus sûrs et plus fiables étudiés à l’INSA Lyon 

Un cube jaune criblé par un réseau de taraudages à embase posé sur un massif d’acier et de béton de 41 tonnes, lui-même monté sur des suspensions pneumatiques… Non, ce n’est pas une nouvelle génération de caisse de magicien, mais bien un excitateur capable de secouer 450 kg selon six degrés de liberté. Installée à l’INSA Lyon, cette plateforme d’essais de grandes capacités, dénommée « PHARE-3 », fait partie de l’équipex PHARE dont l’objectif est d’élaborer les machines tournantes du futur. Rencontre avec Régis Dufour, professeur à l’INSA Lyon et au LaMCoS (Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures) et responsable scientifique de PHARE-3. 

En quoi consiste la plateforme d’essais « PHARE-3 » accueillie par l’INSA Lyon ?
La plateforme « PHARE-3 » s’intéresse au comportement dynamique des machines embarquées, c'est un excitateur d’exception qui mobilise Éric Chatelet, maître de conférences, et Franck Legrand, ingénieur d'études CNRS. Ce dispositif est exclusif dans le monde académique français pour étudier le comportement des structures en rotation sous sollicitations extrêmes et d’en attester la bonne tenue. Avec sa force de 62 kN, il impose, grâce à trois paires d’actionneurs hydrauliques, des excitations par la base à des structures embarquées en combinant translations et rotations selon six axes de façon simultanée. Sa forme compacte offre cinq faces et donc une grande modularité pour tester selon plusieurs directions divers types de produits, comme des turbocompresseurs voire des optiques de voiture. Cette facilité de manœuvre fait de cet excitateur un outil profitable à tout domaine de recherche impliquant une machine tournante ou toute autre structure embarquée.

Dans quel contexte s’inscrit l’équipement d’excellence PHARE ?
L’équipex PHARE, pour Plateforme macHines tournantes pour la mAîtrise des Risques Environnementaux est né dans le cadre d’un PIA (Programme d’Investissements pour l’Avenir) en alliant principalement le LTDS (Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes), le LMFA (Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique) et le LaMCoS, laboratoires installés à Centrale Lyon et l'INSA Lyon. Ces trois UMR CNRS sont labélisées institut Carnot Ingénierie@Lyon, label d’excellence dans la recherche partenariale. L’intention de l’Equipex PHARE est d'améliorer les moyens de transport et les dispositifs de production d’énergie au sein desquels les machines tournantes jouent un rôle essentiel. Pour cela, il propose trois modules d’essais répartis dans les bâtiments des deux écoles d’ingénieurs. 
 
A quels enjeux sociétaux répond l’équipex PHARE ?
Les moyens d’expérimentation mis en œuvre ont vocation à répondre à des enjeux de développement durable et de maîtrise des risques. Il s’agit pour les trois plateformes d’essai, d’étudier les phénomènes vibratoires pour élaborer des turbomachines et des moteurs performants, durables et fiables. L’équipex PHARE entretient un lien fort entre recherche académique et industrielle pour créer une avance technologique pour l’industrie française. Je souhaite que ce module PHARE-3 hébergé à l'INSA Lyon soit une plateforme ouverte autour de laquelle gravitent chercheurs, doctorants et entreprises pour faire avancer la recherche et répondre aux nombreux enjeux en fournissant une technologie innovante, frugale et sûre.
 

 

PHARE-1 et PHARE-2 à l’École Centrale de Lyon
PHARE-1 et -2 sont les deux premiers modules d’étude et sont hébergés par l’École Centrale de Lyon. Ils sont respectivement pilotés par le LTDS, le porteur de l’Equipex, et le LMFA. PHARE-1 étudie les vibrations sous vide d’un moteur d’avion civil à échelle et vitesse réelles et PHARE-2 consiste en un banc d’essai dans une chambre anéchoïque pour comprendre les liens entre l’aérodynamisme, les vibrations et les bruits émis par les machines tournantes.