INSA LYON - LAMCOS

THPCA2024

Très Haute Performance en Cyclisme et Aviron pour 2024
Tags: 
TOMOGRAPHIE X
ESSAIS AGGRAVES EN VIBRATIONS
Coordinateur: 
ECOLE POLYTECHNIQUE
Responsable INSA: 
Lionel MANIN

En aviron comme en cyclisme, le rapport entre l’homme et la machine est primordial. Jusqu’alors, les études menées pour maximiser la performance ont abordé l’être humain d’un côté et de la machine de l’autre, sans jamais qu’aucune mise en perspective des deux n’ait été envisagée. C’est précisément l’objectif de ce projet THCPA2024, que de faire coïncider ces deux domaines d’études. L'objectif final du projet THPCA2024 est d'augmenter le nombre de médailles en cyclisme et en aviron lors des jeux de Paris 2024. Ces médailles sont toujours remportées avec une infime différence: à Rio en 2016, le l'équipe de cyclisme sur piste de Grande-Bretagne a remporté le sprint par équipe masculin en 42,440 secondes, devant la Nouvelle Zélande, deuxième en 42,542 secondes (différence de 0,24%) et la France, troisième en 43,143 secondes (1,6% différence). La différence typique est la même en aviron: en finale du double poids léger masculin en couple, le duo français J. Azou et P. Houin a terminé premier en 6'30''70 devant l'Irlande (6'31''23, 0,13% de différence) et la Norvège (6'31''39, 0,17% de différence). Avec de telles différences, tous les facteurs doivent être optimisés afin de gagner des fractions de seconde.

Conçu avec les référents scientifiques des deux fédérations, le projet THPCA2024 rassemble des spécialistes français en biomécanique, physiologie, mécanique et physique. Sa valeur ajoutée réside dans cette combinaison de compétences associées aux équipes de France afin de débloquer les problèmes que les entraineurs de ces deux fédérations ont identifiés. Pour ces deux sports de course à propulsion humaine, la maximisation de la vitesse est obtenue en maximisant la propulsion, en minimisant les frottements et en optimisant le couplage homme-machine. Le projet THPCA2024 se structure ainsi autour de trois axes : la production d'énergie (WP1), les frictions (WP2) et l'optimisation globale (WP3). L’INSA Lyon et le LAMCOS interviendront sur le WP2 et travailleront à l’optimisation des performances de la transmission par chaîne des vélos de piste.

Enjeu: 
Santé Globale et Bioingénierie
Partenaires: 
CNAM
ENS LYON
FEDERATION FRANCAISE D'AVIRON
FEDERATION FRANCAISE DE CYCLISME
INSA LYON - LAMCOS
INSEP
UNIVERSITE DE LORRAINE
UNIVERSITE DE NANTES
UNIVERSITE DE POITIERS
UNIVERSITE LE MANS
UNIVERSITE SAVOIE MONT BLANC
Financement: 
PIA ANR
Dates projet: 
2020-10-01 00:00:00 - 2024-10-01 00:00:00
Montant global du projet: 
1998424
Contact: 
eric.maire@insa-lyon.fr

X-FEW

Développement d'une approche couplée Energie de frottement - Théorie du troisième corps, pour modéliser la cinétique d'usure en fretting des contacts métalliques
Tags: 
USURE
TROISIEME CORPS
Coordinateur: 
CENTRALE LYON - LTDS
Responsable INSA: 
Sylvie DESCARTES

L’usure par fretting (micro-déplacements alternés) est considérée comme une dégradation critique au niveau de nombreux contacts industriels (roulements, turbine, attaches moteur). Malheureusement, il n’existe pas de modèle permettant une prédiction fiable de cinétiques d’usure. Deux approches sont actuellement considérées : La première dite approche énergétique, mise en place par le laboratoire LTDS, consiste à corréler l’extension du volume d‘usure en fonction de l’énergie de frottement dissipée dans l’interface au travers d’un coefficient énergétique d’usure. Cette démarche est facile à implémenter dans un code FEM (éléments finis), mais reste cependant limitée car elle ne prend pas en compte la présence du lit de débris présent dans l’interface. La seconde approche, développée par le laboratoire LAMCOS, consiste à formaliser la dynamique d’usure en considérant un bilan entre le flux de débris d’usure généré et celui éjecté de l’interface. Plus physique, ce modèle prend en compte la présence du lit de débris mais reste très difficile à implémenter dans un code FEM. Par une approche couplée expérimentations / simulations, l’objectif de ce projet est de pallier à cette limitation en développant une approche énergétique étendue de l’usure prenant en compte l’effet du troisième corps. Cette nouvelle formulation permettra de donner des prédictions quantitatives de l’usure tout en tenant compte de la physique de l’interface et notamment des écoulements du troisième corps.

Les matériaux en contact, étudiés dans ce projet pour la mise en place de cette nouvelle approche ont été sélectionnés pour obtenir des interfaces modèles permettant de générer une usure abrasive. Ce projet porte donc sur des contacts métalliques mais sera potentiellement développé pour d’autres matériaux. Pour gérer et contrôler les écoulements de troisième corps, il est proposé de mettre en place des texturations de surface optimisées et d’étudier des configurations de contact « piégeantes » et « non piégeantes ». Cette nouvelle formulation de l’usure sera implémentée dans les codes du LTDS et du LaMCoS

Enjeu: 
Energie pour un développement Durable
Partenaires: 
INSA LYON - LAMCOS
Financement: 
ANR
Dates projet: 
2016-10-01 00:00:00 - 2020-09-01 00:00:00
Montant global du projet: 
326372
Contact: 
sylvie.descartes@insa-lyon.fr

e-WARNINGS

Détection précoce de la rupture par fatigue ou intermittente via les multiplets acoustiques validés en champ complet
Tags: 
EMISSION ACCOUSTIQUE
RUPTURE PAR FATIGUE
Coordinateur: 
INSA LYON - MATEIS
Responsable INSA: 
Stéphanie DESCHANEL

La fatigue, i.e rupture de structures mécaniques sous sollicitation cyclique, demeure une gageure technologique considérable, car elle survient de façon inattendue lorsque la structure fonctionne apparemment dans un régime stabilisé et sûr, sans signe extérieur de détérioration mécanique. Si des méthodes de prédiction de la durée de vie basées sur la suivi non-destructif des propriétés de matériaux, ont été proposées, la détection précoce et le suivi de la fissuration en fatigue reste un problème crucial. Nous avons récemment mis en évidence la détection de signaux d’émission acoustique (EA) spécifiques de la propagation de fissures par fatigue, dans différents matériaux métalliques. Ces signaux, dénommés multiplets acoustiques, se caractérisent par des formes d’ondes quasi identiques, signature d’une source unique, et sont déclenchés de façon répétée sur de nombreux cycles de chargement successifs au même niveau de contrainte. Ils marquent la propagation lente et incrémentale d’une fissure de fatigue à chaque cycle, ou le frottement le long des surfaces de rupture. Étant spécifiques à la fissuration incrémentale par fatigue, ils peuvent être utilisés comme des avertissements précurseurs de la propagation des fissures, qui mènera en définitive à une rupture globale. En se basant sur cette preuve de concept, le projet e-WARNINGS a pour but d’étendre cette étude aux objectifs suivants: i) comprendre l’origine des multiplets et identifier les mécanismes physiques impliqués, pour différents matériaux et différentes sollicitations ii) développer de nouveaux modèles de sources d’EA en analysant les signaux détectés en lien avec les événements mécaniques à leur origine. Des mesures de champs de déplacement à très haute vitesse et des simulations avancées de la rupture seront utilisées pour améliorer l’analyse des signaux EA. iii) proposer un nouveau suivi temps réel non-destructif fiable pour l’amorçage et la propagation de fissures de fatigue grâce à des algorithmes d’apprentissage automatique lors d'essais mécaniques ou au sein de structures industrielles en service. Pour atteindre ces objectifs, la méthodologie développée dans le projet e-WARNINGS est basée sur l’utilisation des multiplets acoustiques, interprétés comme la signature spécifique des fissures de fatigue. Ceci sera validé et étendu à d’autres matériaux. D’autres améliorations dans l’analyse des multiplets sont proposés, guidées par l’analyse d’une situation modèle avec une événement de propagation unique. Pour valider le modèle de source numérique et améliorer la robustesse des algorithmes, nous utiliserons diverses configurations expérimentales de complexité croissante. Tout cela bénéficiera à la détection temps réel de la propagation de la fissure en utilisant les multiplets dans des applications industrielles, en surmontant les limites des méthodes existantes qui nécessitent de nombreuses investigations manuelles et périodiques. Le projet e-WARNINGS en étendant le champ d’application de techniques d’analyse sismologique de pointe à la science des matériaux est innovant par nature. La détection spécifique de ces multiplets dans les matériaux permettra d’obtenir un nouveau moyen de détecter, surveiller et mesurer l’extension de fissure de fatigue in situ et in-operando avec des techniques non destructives. Cette nouvelle méthode de suivi et les nouveaux algorithmes de détection/mesure proposés dans ce projet permettront l’identification de fissures et le risque de rupture sous-jacent avec une sensibilité et une spécificité sans précédent et ce bien avant qu’une propagation instable ne se produise. Cela i) conduira à une solution autonome fournissant de véritables alertes précoces avec une détection en ligne fiable et un suivi de la fissuration par fatigue dans les structures en service, (ii) ouvrira la voie à une optimisation des démarches de tolérance au dommage et donc iii) servira à améliorer la sûreté des installations et la prévention du risque industriel.

Enjeu: 
Energie pour un développement Durable
Partenaires: 
CNRS - GEM
CNRS - ISTERRE
INSA LYON - LAMCOS
MISTRAS GROUP SA
Financement: 
ANR
Dates projet: 
2020-04-01 00:00:00 - 2024-09-01 00:00:00
Montant global du projet: 
600000
Contact: 
stephanie.deschanel@insa-lyon.fr

MANUTECH-SLEIGHT

MANUTECH Ingénierie Lumière-Surfaces Santé & Société
Coordinateur: 
UJM - LHC

L'École Universitaire de Recherche MANUTECH SLEIGHT (Surfaces Light EngineerinG Health and SocieTy) ou MANUTECH SLEIGHT Graduate School, coordonnée par l'Université de Lyon et gérée par l'Université Jean Monnet à Saint-Etienne, propose un programme international intégré Formation (niveau Master et Doctorat) / Recherche dans le domaine de l'Ingénierie Lumière-Surfaces.

Ce programme interdisciplinaire mis en œuvre sur 10 ans a pour ambitions de :

  • Implémenter une Graduate School sur l’Ingénierie Lumière- Surface ;
  • Renforcer l’attractivité et l’internationalisation ;
  • Mettre en œuvre des Projets de recherche au meilleur niveau d’excellence internationale ;
  • Concevoir des nouveaux cours et cursus en cohérence avec les activités de recherche développées par SLEIGHT ;
  • Favoriser l’innovation et le transfert.
Enjeu: 
Transport : Structures, Infrastructures et Mobilités
Partenaires: 
CENTRALE LYON
CNRS
INSA LYON - LAMCOS
INSA LYON - MATEIS
MINES ST ETIENNE
UCBL
Financement: 
UDL
Dates projet: 
2018-09-01 00:00:00 - 2028-08-01 00:00:00
Montant global du projet: 
7002608

CAFCAB

Robots à câbles pour un système de fabrication additive précis, agile et reconfigurable
Tags: 
FABRICATION ADDITIVE
ROBOTS A CÂBLES
CONCEPTION INNOVANTE
CONTRÔLE DES VIBRATIONS
PRÉCISION
Coordinateur: 
SIGMA
Responsable INSA: 
Didier REMOND

L'absence de sollicitations dans la Fabrication Additive, les robots à câbles apporteront à moindre coût la juste fonction nécessaire à déplacer une tête d’extrusion / projection de poudre avec la précision et l’agilité requises sur de grandes courses. L'objet de cette étude est de démontrée cette capacité en la couplant avec des techniques d'isolation vibratoire et de commande des machines.

Enjeu: 
Transport : Structures, Infrastructures et Mobilités
Partenaires: 
INSA LYON - LAMCOS
UCA - Institut Pascal
Financement: 
REGION AURA
Dates projet: 
2017-09-01 00:00:00 - 2021-09-01 00:00:00
Montant global du projet: 
299000
Contact: 
didier.remond@insa-lyon.fr

COMP3DRE

Renforcement de préformes pour applications composites épaisses de forme complexe
Tags: 
COMPOSITE
TEXTILES
PIQUAGE
PRÉFORMAGE
Coordinateur: 
ENSAIT
Responsable INSA: 
Philippe Boisse (LAMCOS)
Enjeu: 
Transport : Structures, Infrastructures et Mobilités
Partenaires: 
ARMINES
INSA LYON - LAMCOS
ESI
SCHAPPE TECHNIQUES
RT2I
MECANO-ID
Financement: 
ANR
Dates projet: 
2017-12-01 00:00:00 - 2021-02-01 00:00:00
Montant global du projet: 
830861
Contact: 
philippe.boisse@insa-lyon.fr

FASTBRAKE

LICEF - Lancement de l’Industrialisation, la Commercialisation, et l’Exploitation du FASTBRAKE
Tags: 
FREIN
ROUE ET VIS SANS FIN
DEFORMATION PLASTIQUE
Coordinateur: 
FOC TRANSMISSIONS
Responsable INSA: 
Michele GUINGAND (LAMCOS)

Frein de sécurité mécatronique à temps de réponse instantané

Enjeu: 
Transport : Structures, Infrastructures et Mobilités
Partenaires: 
AUBERT & DUVAL
SEIREL AUTOMATISMES
INSA LYON - LAMCOS
Financement: 
REGION AURA
Dates projet: 
2018-06-01 00:00:00 - 2019-12-01 00:00:00
Montant global du projet: 
108240
Contact: 
michele.guingand@insa-lyon.fr

EDIT

Efficient Distribution Truck
Coordinateur: 
RENAULT TRUCKS
Responsable INSA: 
Lionel MANIN (LAMCOS)

Le projet EDIT s’inscrit dans la problématique de la réduction de consommation de carburant des véhicules de transport routier de marchandises, plus spécifiquement sur la distribution en température dirigée. La prise en compte des contraintes propres à ce type de transport permettra la conception de solutions transposables au transport de lots classique et donc à la majorité des usages du transport régional (cf. infra 1.2).

 

Le projet propose cinq technologies industrialisables à l’horizon 2020 :

  • un ensemble frigorifique (groupe frigorifique et cellule isotherme) innovant optimisé en termes d’aérodynamisme.
  • un système de navigation économique (« eco-routing »).
  • un système d’aide à la conduite économique par anticipation de l’état des feux tricolores.
  • une chaîne cinématique micro-hybride pour poids lourds, avec entraînement en face avant du moteur par un système optimisé de courroies au regard des pertes de puissance.
  • un développement de pneus prototypes « drive » à résistance au roulement réduite.

L’enjeu de réduction de consommation de l’ensemble de ces technologies est estimé à 13 % par rapport à un véhicule actuel Euro VI.

Le projet EDIT se décline en 8 Work Package. Le LAMCOS est responsable du WP3.1 : Optimisation énergétique des plans de courroie en face avant de moteur. Actuellement les faces avant de moteur sont optimisées sur le plan « mécanique », i.e. la durée de vie est optimisée et les nuisances vibratoires sont réduites. La réduction des pertes de puissance sur les façades accessoires représente l’axe de recherche à investiguer pour les 5 années à venir. L’objectif est double : développer un modèle numérique de prévision des pertes de puissance dans une transmission par courroie entrainant les accessoires d’un moteur thermique ; rester ouvert pour intégrer des cas de micro-hybridation. On recherchera à déterminer une cartographie des pertes de puissance de la transmission étudiée et à définir des voies d’optimisation au regard de la performance énergétique.

 

Enjeu: 
Transport : Structures, Infrastructures et Mobilités
Partenaires: 
LAMBERET
VALEO
MICHELIN
BENOMAD
IFSTTAR
INSA LYON - LAMCOS
Financement: 
FEDER REGION AURA
Dates projet: 
2015-10-01 00:00:00 - 2019-02-01 00:00:00
Montant global du projet: 
424600
Contact: 
lionel.manin@insa-lyon.fr