Thèse en cours

DÉVELOPPEMENT DE MODÈLES THERMOMÉCANIQUES POUR LA CONCEPTION OPTIMISÉE DE GYROSCOPES À FIBRE OPTIQUE
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Auteur / Autrice : Pierre Busnel
Direction : François Louf
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Mécanique des solides
Date : Inscription en doctorat le 01/03/2022
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LMPS - Laboratoire de Mécanique Paris-Saclay
Equipe de recherche : STAN - Sciences et techniques et mécanique numérique
référent : Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay

Résumé

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L'amélioration continue des performances des gyroscopes d'iXblue est basée sur la compréhension fine des phénomènes physiques ou des imperfections matérielles pouvant altérer le principe de fonctionnement des FOG. La bobine de fibre optique étant un élément clef de l'interféromètre optique, elle doit être l'objet d'attentions particulières, notamment en ce qui concerne les chargements thermiques et mécaniques auxquels elle est soumise. Différents effets ont été notamment été mis évidence dans la littérature, notamment l'effet Shupe [8] et l'effet Mohr [7]. De récents travaux de thèse [9] ont permis de développer des modèles haute-fidélité basés sur la méthode des éléments finis permettant notamment d'appréhender cet effet Mohr. Ces modèles thermomécaniques sont construits sur des hypothèses d'axisymétrie du chargement et de la géométrie. Cette dernière a été validée via la reconstruction d'une bobine ordonnée à partir d'images tomographiques [10]. Les modèles prennent en compte la variabilité des paramètres de comportement en fonction de la température incluant en particulier les phénomènes de transitions de phase des différents matériaux polymères constitutifs du revêtement de la fibre [11]. Ils peuvent aussi prendre en compte des bobinages de type dipolaire ou quadripolaire. Pour alimenter ces modèles, des premiers essais de caractérisation ont été mis en place (TMA, DMA) sur des éprouvettes élémentaires adaptées. Ces informations ont permis de compléter les quelques données matériaux issues des fournisseurs des polymères, mais nécessitent d'être consolidées. Les résultats issus de ces modèles ont donné lieu à une première phase de validation à partir, essentiellement, d'essais de type OFDR permettant de mesurer la distribution de déformation le long de la fibre et le coefficient Mohr associé. Il faut noter enfin que les modèles développés sont basés sur des simulations numériques fines dont le coût peut devenir élevé, en particulier dans l'étude d'une conception optimisée nécessitant de faire varier les paramètres. La thèse se propose d'apporter des réponses aux problématiques industrielles et scientifiques évoquées en se basant sur les résultats déjà acquis et a 3 objectifs principaux qui sont décrits ci-après.