Thèse soutenue

Améliorations du design d’absorbeurs pendulaires pour réduire les vibrations de chaînes de transmission automobiles

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Auteur / Autrice : Vincent Mahe
Direction : Olivier ThomasAurélien GroletHervé Mahé
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance le 15/11/2022
Etablissement(s) : Paris, HESAM
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LISPEN - Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Physiques et Numériques
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)
Jury : Président / Présidente : Patrice Cartraud
Examinateurs / Examinatrices : Olivier Thomas, Aurélien Grolet, Hervé Mahé, Steven W. Shaw, Fabrice Thouverez, Frédéric Ablitzer, Soizic Terrien
Rapporteurs / Rapporteuses : Steven W. Shaw, Fabrice Thouverez

Résumé

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Dans le contexte de normes environnementales de plus en plus strictes, les constructeurs automobiles doivent s'adapter pour développer des véhicules moins polluants. Dans ce but, ils proposent de réduire la taille des moteurs thermiques et s'orientent vers les véhicules électriques. Cependant, la réduction de la taille du moteur augmente son acyclisme, provoquant des vibrations de torsion plus importantes de la chaîne cinématique. De plus, l'utilisation de moteurs électriques met en évidence des sources de vibration de torsion auparavant éclipsées par l’acyclisme du moteur.Les absorbeurs pendulaires centrifuges (APCs) sont utilisés depuis près d'un siècle pour contrebalancer l'acyclisme de moteurs thermiques. Ils sont constitués de plusieurs masses (pendules) oscillant par rapport à un rotor. Cependant, ces dispositifs sont soumis à plusieurs sources de non-linéarité qui peuvent réduire drastiquement leur efficacité. Il est donc nécessaire d'optimiser la conception des APCs afin de répondre aux exigences des moteurs thermiques les plus récents et de les adapter aux véhicules électriques. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur trois concepts de pendules centrifuges. Le premier est l’APC classique, qui est actuellement utilisé dans l'industrie automobile. Les deuxième et troisième concepts sont les APC subharmoniques et les absorbeurs à doubles pendules centrifuges (ADPC), qui ont été beaucoup moins étudiés que les APC classiques et qui ne sont actuellement pas utilisés dans l'industrie.Nous utilisons principalement des méthodes analytiques pour étudier la réponse non linéaire des pendules centrifuges. Ces modèles analytiques sont particulièrement utiles car ils fournissent une compréhension approfondie de la dynamique des pendules centrifuges et ils permettent de dériver des règles de design pour optimiser leur efficacité. Ces règles sont étroitement liées au choix de la trajectoire des pendules et à leur rotation par rapport au rotor. Des méthodes numériques sont utilisées pour valider les résultats analytiques. De plus, plusieurs prototypes de pendules centrifuges ont été conçus au cours de la thèse. Ceci a permis de réaliser des analyses expérimentales qui ont validé les modèles théoriques.