Amortisseur hybride embarqué pour la réduction des vibrations de torsion et de l’acyclisme des vilebrequins

Cette thèse, opérée dans le cadre de la chaire ”Solutions for the future of Road Freight Transport Solutions” (INSA Lyon, LaMCoS et Volvo Group), vise à étudier certains phénomènes vibratoires apparaissant dans les moteurs à combustion interne, en proposant un dispositif pour en réduire l’impact. Ces phénomènes sont principalement les vibrations de torsion, affectant l’intégrité des pièces en rotation, et l’acyclisme en sortie de vilebrequin, à l’origine de chocs et de bruits dans la transmission. L’originalité de ce dispositif est de mêler des phénomènes cycliques à des phénomènes résonants. Il a pour objectif autant de contrecarrer en même temps les deux phénomènes cités, que d’apporter une efficacité proche de celle de systèmes actifs tout en en réduisant la dépense énergétique. Pour cela, un concept d’amortisseur hybride multi-physique a été développé au cours de cette thèse, utilisant comme base la théorie des amortisseurs à masse accordée, et l’intégration de deux transducteurs électromagnétiques. Il a abouti à la mise en place d’un modèle numérique permettant de prédire le comportement dynamique en fonction de certains paramètres-clés qui ont été identifiés au cours de la thèse. Ce modèle intègre notamment un modèle pré-existant de moteur linéaire idéal, permettant de décrire la dynamique d’un étouffeur hybridé, ainsi qu’un formalisme adapté de celui d’Ostovic sur les circuits magnétiques, adapté pour modéliser le fonctionnement d’une machine électrique monophasée à aimants. Ce concept a aussi abouti au développement et à la construction d’un démonstrateur académique, dédié à la mesure de la diminution des vibrations de torsion permis par le concept, sur un banc de rotation non-stationnaire caractérisé par des phénomènes cycliques. Les essais menés sur celui-ci ont permis une validation expérimentale de plusieurs des comportements dynamiques prédits par le modèle numérique, ainsi que de tester les capacités de l’amortisseur hybride dans un cadre simplifié. Ces tests ont montré que l’amortisseur hybride conduit à une réduction des vibrations de torsion sur presque l’ensemble de la gamme de fréquences étudiée, avec une réduction d’amplitude d’oscillation pouvant aller jusqu’à 100%.