Essais aggravés multiaxiaux

L’objet d’AdViTAM, Advanced Vibration Tests for the Analysis of rotating Machines, est de définir et de proposer des essais aggravés pour qualifier l’intégrité des machines tournantes et des structures soumises par la base à des sollicitations dynamiques extrêmes telles que séismes, houles, impacts. Les nouvelles méthodologies de qualification basées sur des modèles et des techniques expérimentales doivent aider à la conception de nouvelles architectures conciliant l’augmentation des performances, la réduction des nuisances, la garantie d’intégrité et la sécurité des usagers.

AdViTAM allie AVNIR Engineering, entreprise innovante qui possède une expérience reconnue dans la conduite des essais pilotés, au LaMCoS, qui dispose d’un champ large de compétences dans le domaine de la dynamique des machines tournantes et des structures. AdViTAM est donc une opportunité de création de connaissances, de mutualisation de savoir-faire théoriques et expérimentaux pour répondre efficacement aux besoins des industriels notamment dans les filières des transports et de l’énergie. Les dispositifs et protocoles d’essais sont à construire et à réaliser grâce à l’excitateur 6-axes hydrauliques de grandes capacités de l’Equipex PHARE du Programme des Investissements d’Avenirs. Ce moyen d’essai unique dans la recherche publique nationale est capable de générer les sollicitations extrêmes envisagées pour exécuter les protocoles expérimentaux proposés. AdViTAM doit apporter aux communautés académiques et industrielles des réponses, principalement sur la définition des normes de qualification basées sur plusieurs axes d’excitation simultanés, la robustesse de la chaîne observabilité–algorithme-actionnement des smart machines et structures, la fiabilité des mesures de haute précision pour les techniques de surveillance et de diagnostic, la stabilité des rotors montés sur paliers hydrodynamiques ou magnétiques actifs.

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.

Le projet de LABCOM DrilLab consiste à développer des modèles non linéaires pour simuler le comportement dynamique de train de tiges de forage pour l’extraction pétrolière et pour l'exploitation géothermique. DrilLab est construit sur les compétences et le savoir-faire de DrilScan et du LaMCoS.

• DrillScan est une PME entreprise innovante dans le domaine du forage pétrolier et géothermique proposant des études, des solutions logicielles et, des formations aux nombreux acteurs de cette industrie.

• Le LaMCoS, UMR CNRS de l’INSA de Lyon, a une activité historique dans la prévision du comportement dynamique des Machines Tournantes et notamment sur la dynamique du forage pétrolier, activité largement menée dans le cadre de la relation partenariale.

Le LABCOM a pour mission la création de synergies scientifiques et techniques de DrillScan et du LaMCos mais aussi la mise en commun d’une politique scientifique concertée pour assurer une coopération pérenne tournée vers le monde industriel. Il structure la relation commune entre l’organisme de recherche et la PME tant par la mise en commun de personnels qualifiés pour assurer le développement de modèles non linéaires et couplés à traiter avec des techniques numériques adaptées et rapides pour simuler le forage le plus efficacement possible. Le logiciel, produit principal du LABCOM, doit permettre d’investiguer et de comprendre les cas de vibrations critiques pour mieux les éviter lors des opérations de forage afin de garantir l’intégrité du puits. Les missions affectées au LABCOM sont :

1- Etat de l’art des nouvelles architectures de train de tiges de forage et des modélisations associées.

2- Appropriation des modèles développés soit par DrillScan, soit par le LaMCoS en les faisant fonctionner sur des cas simples, des puits école et des puits métiers avec données disponibles.

3- Développement d'un modèle et d'un code de calcul associé pour apporter une rupture par rapport aux logiciels de DrillScan et du LaMCoS existants:

o Calcul des réponses et des cartes d’instabilité en faisant cas des régimes stationnaire-instationnaire et en adoptant les techniques de calcul appropriées pour raccourcir les temps de simulation.

o Prises en compte de la combinaison, non linéarité des multi-contacts tige-puits, couplage fluide-structures.

o Validation des différents volets du modèle à l'aide de cas tests académiques, des puist écoles et des puits métiers.

4- Etude paramétrique des paramètres incertains sur la réponse dynamique du train de tige de forage en particulier aux environs des points de bifurcation.

L’objectif final du LABCOM est de posséder les outils fondamentaux de simulation (méthodes, techniques, parallélisation) pour tendre par la suite à la réalisation d’un logiciel de simulation en temps réel apte à apporter une analyse immédiate à tout état dynamique critique du train de tige de forage et par voie de conséquence de proposer des solutions, combinaisons de paramètres (vitesse de rotation, poids sur l’outil, etc).

http://www.agence-nationale-recherche.fr/projet-anr/?tx_lwmsuivibilan_pi2%5BCODE%5D=ANR-15-LCV4-0010