Soutenance de thèse "Usinage à grande vitesse efficace basé sur l’identification opérationnelle du comportement dynamique et l’optimisation du support de pièce."

Le mercredi 16 septembre, Van-Dong DO soutenait sa thèse sur le sujet de "Usinage à grande vitesse efficace basé sur l’identification opérationnelle du comportement dynamique et l’optimisation du support de pièce."

Modifié le 16 sep 2020
Soutenance_these_0_0.jpg

Van Dong DO est titulaire d'un diplôme d'ingénieur de l'Ecole des Transports et Communications d'Hanoi (Vietnam), filière francophone. Thien-Phu et Alexis BEAKOU, Professeur des Universités, SIGMA Clermont (Directeur de thèse) ont donné des cours dans cette école en 2013 et 2014. Par suite, Van Dong DO a obtenu en 2014 un master dans la spécialité "Mécanique des Matériaux et des Structures" à l'Université de Paris Est Marne-La-Valée, puis un master en Ingénierie mécanique à l'Université de Valenciennes. Van Dong DO a été recruté en octobre 2016 pour préparer une thèse à l'Ecole Doctorale Sciences pour l'Ingénieur de Clermont-Ferrand avec un financement de la Région et du FEDER dans le cadre du Contrat de Plan Etat-Région (CPER).

Composition du jury :

  • M. Didier REMOND, Professeur des Universités, INSA Lyon (Président)
  • M. Joseph LARDIES, Professeur des Universités, Université de Franche-Comté (Rapporteur)
  • M. Laurent GUILLAUMAT, Professeur des Universités, ENSAM Angers (Rapporteur)
  • M. David CLAIR, Maître de conférences, UCA, (Examinateur)
  • Mme. Karine CHARLET, Maître de conférences HDR, SIGMA Clermont, (Examinateur)
  • M. Gilles DESSEIN, Professeur des Universités, ENIT Tarbes, (Invité)
  • M. Thien-Phu LE Maître de conférences HDR, Université d'Evry (Directeur de thèse)
  • M. Alexis BEAKOU, Professeur des Universités, SIGMA Clermont (Directeur de thèse)

Résumé

L’usinage à grande vitesse joue aujourd’hui  un rôle très important dans l’industrie mécanique. Cependant, les phénomènes vibratoires en usinage peuvent être néfastes à la qualité des pièces usinées, à la productivité et à la durabilité des accessoires. La maîtrise du comportement dynamique du système couplé (machine-outil/broche/outil/pièce/porte-pièce) est la clé primordiale pour la réussite de l’usinage à grande vitesse.

Le premier objectif de la thèse  a consisté à appliquer des techniques existantes d’identification modale opérationnelle et  à proposer  de nouvelles techniques d’identification mieux adaptées en tenant compte des spécificités de l’usinage à savoir: la présence des harmoniques très prépondérants, l’excitation aléatoire non contrôlée et non-mesurée, et les réponses seules enregistrées. Trois nouvelles procédures d’identification modale opérationnelle ont été proposées : la méthode de transmissibilité (PSDTM-SVD)  (i) combinée avec les valeurs de kurtosis et les histogrammes, (ii) ou hybridée avec les fonctions d’autocorrélation, (iii) et la nouvelle méthode  SCA-FDD basée sur la séparation aveugle de sources. L’efficacité des méthodes proposées a été validée par des exemples numériques et un test expérimental.

Le deuxième objectif de la thèse  a consisté à proposer une nouvelle conception d’un support de pièce utilisant des matériaux innovants, afin de rendre le comportement dynamique optimal vis-à-vis de la stabilité d’usinage. Un nouveau composite stratifié hybride renforcé par des fibres de carbone et des fibres de lin est alors proposé. Cette combinaison permet d’allier les avantages des deux types de fibres dans un même composite. Des supports de pièce en composite stratifié hydride carbone-lin avec différentes séquences d’empilement  ont été fabriqués pour des essais de validation. Dans le cas d’usinage avec les supports de pièce en composite, la stabilité d’usinage est fortement améliorée par rapport au support initial en aluminium. Parmi les différentes séquences d’empilement, le support de pièce en composite hybride carbone-lin [C6/L8/C6] est la solution  optimale en termes de performances d’usinage et d’impact environnemental. Cette solution permet d’augmenter la stabilité d’usinage de 283 % avec un taux de fibres végétales de 14%.