Emine ZAOUALI : "Récupérateurs d'Energie Cinétique… »

Travaux de thèse : "Récupérateurs d'Energie Cinétique pour les systèmes de surveillance de la pression des pneus (TPMS) : Conception, Modélisation et Validation Expérimentale"

Résumé :

Les systèmes de récolte d'énergie sont devenus l'une des technologies les plus attrayantes grâce à leurs rôles de plus en plus importants dans la sauvegarde de l'énergie et de l'environnement. Une application souhaitée de ces systèmes est leur utilisation pour alimenter les systèmes de surveillance de la pression des pneus (TPMS). En effet, une grande quantité d'énergie cinétique due à la rotation des roues de voitures peut être exploitée par les récupérateurs d'énergie. Néanmoins, les forces centrifuges induites présentent un inconvénient majeur qui limite la récupération d'énergie. Dans cette thèse, un récupérateur d’énergie cinétique est conçu, modélisé et fabriqué. Différents designs de systèmes à pendules multiples, connus pour être facilement instables, sont modélisés et mis à l'essai. L'énergie récoltée est également comparée entre différentes conceptions pour les réponses stables et transitoires. Principalement, deux nouveaux défis sont traités dans le cadre de cette thèse. Premièrement, le fait que le pendule soit lié à la roue induit une excitation rotative particulièrement complexe. Deuxièmement, lorsque nous cherchons à maximiser l'énergie récoltée, notre intérêt se porte non seulement sur la réponse en régime permanent, mais également sur la réponse transitoire. Un banc d'essai est également installé pour reproduire le comportement du pendule monté sur un disque rotatif. La solution pour le comportement en régime permanent de trois conceptions de pendules, générées à une vitesse angulaire pour différentes vitesses de rotation, est testée expérimentalement. Trois régimes différents existent: oscillations autour de l'axe vertical, oscillations apériodiques et oscillations autour de l'axe radial. Le régime apériodique donne une meilleure quantité d'énergie pour chaque pendule. Ensuite, une fonction d'entrée demi-sinusoïdale est utilisée pour enregistrer l'énergie en régime transitoire générée pour différentes positions initiales du disque pour chaque pendule. Une analyse analytique est proposée pour analyser la réponse en régime permanent à des vitesses de rotation constantes, car elle représente une partie non négligeable du régime de mouvement des roues. La méthode des échelles multiples est appliquée aux équations de mouvement pour le pendule de Rott. Ainsi les conditions de résonance sont retrouvées pour maximiser l'énergie générée par le récolteur en mode permanent.

Membres du jury :

- Sergio BELLIZZI, Directeur de Recherche, Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique LMA - UMR 7031 AMU - CNRS - Centrale Marseille, Rapporteur
- Mohamed ICHCHOU, Professeur des Universités, LTDS UMR 5513, Ecole Centrale de Lyon, Rapporteur
- Claude Henri LAMARQUE, Directeur de Recherche, Ecole Nationale des Travaux Publics de l’État, ENTPE, LTDS, UMR 5513, Examinateur
- Fehmi NAJAR, Professeur, Ecole Polytechnique de Tunisie, LASMAP, Examinateur
- Najib KACEM, Maître de Conférences, UBFC, Institut Femto-ST, UMR CNRS 6174, Co-directeur de thèse
- Emmanuel FOLTETE, Professeur, Université Bourgogne – Franche-Comté, Directeur de thèse

Localisation : Amphithéâtre Mesnage, ENSMM  (26 Rue de l'Épitaphe, 25000, BESANCON).