Océane TOPENOT : "Efficience du prototypage virtuel des turbomachines avec réducteur de vitesse"

Résumé : Les futures architectures de moteurs d’avions civils intégreront un système d’engrenage, permettant in fine d’augmenter le diamètre du fan et d’optimiser la vitesse de rotation de chaque arbre afin d’améliorer les performances globales et de réduire la consommation de carburant. Cela nécessite de nouvelles approches de modélisation pour analyser l’influence du système d’engrenage sur la dynamique globale de la turbomachine, notamment pour prédire les charges. Les simulations multi-corps flexibles sont particulièrement adaptées, car elles permettent de reproduire avec précision les phénomènes non linéaires complexes des systèmes engrenés. Cependant, la charge de calcul associée est élevée.
Pour surmonter ces limitations, cette thèse vise à développer des modèles de substitution du train d’engrenages, capables d’être intégrés dans les simulations globales pour accélérer les calculs sans compromettre la précision des prédictions. D’abord, différentes méthodes sont évaluées pour optimiser la sous-structuration des composants flexibles du stator. Puis, plusieurs approches basées sur la physique et/ou les données sont explorées à travers des études de cas simplifiées pour substituer le train planétaire dans les modèles d'ensemble. En particulier, l’utilisation des modèles en temps discret NARX est étudiée, mettant en évidence les défis liés à leur intégration dans des solveurs temporels pour la co-simulation avec des systèmes externes, pouvant engendrer des instabilités. Une autre direction majeure de recherche porte sur l'identification de modèles en temps continu de type "boîte grise".

Composition du jury : 

Gaël CHEVALLIER, Professeur des universités Université Marie et Louis Pasteur, Directeur de thèse

Hugo ANDRE, Professeur des universités Université Jean Monnet - Saint-Etienne, Rapporteur

Fabrice THOUVEREZ, Professeur des universités École Centrale de Lyon, Examinateur

Enora DENIMAL GOY, Chargée de recherche INRIA Palaiseau, Examinateur

Scott COGAN, Chargé de recherche Université Marie et Louis Pasteur, CoDirecteur de thèse

Franck RENAUD, Maître de conférences ISAE-SUPMECA, Rapporteur

Localisation : salle Amphithéâtre Jean-Jacques Gagnepain - Institut FEMTO-ST 15B avenue des Montboucons - Besançon