Solutions d'optimisation pour la fabrication additive robotisée multi-procédés DED de pièces de grandes dimensions métalliques

La Fabrication Additive Métallique (FAM) des pièces de grandes dimensions s'oriente vers l'utilisation croissante des systèmes robotisés multi-procédés et cinématiquement multi-redondants pour palier le problème de limitation de l'espace de travail des machines traditionnelles. Intégrer les robots dans ce contexte nécessite une approche spécifique qui tient compte à la fois des contraintes propres aux robots et des exigences relatives aux procédés de FAM. Ces travaux de thèse implémentent des solutions d'optimisation incluant les contraintes robotiques et des procédés, appliquées à une cellule robotique de fabrication additive DED CLAD® (dépôt de matière sous énergie concentrée - construction laser additive directe), dans le but de garantir la qualité des pièces produites. La première étape est focalisée sur l'identification des paramètres clés du triptyque Produit/Processus/Ressources et l'établissement des relations d'interdépendance. Une première contribution réside dans la création d'un outil d'aide à la décision permettant le choix de stratégies appliquées à la fabrication additive robotisée DED CLAD®. La deuxième étape concerne l'étude du comportement des robots, afin d'évaluer leurs capabilités. Une originalité réside dans l'introduction d'une méthodologie de validation des stratégies de FAM robotisée par l'analyse du comportement cinématique lors du parcours d'une trajectoire par accéléromètre. La troisième étape concerne la planification optimisée des trajectoires par la gestion des redondances cinématiques, marquant son originalité par l'implémentation d'un outil d'optimisation des trajectoires pour la cellule de FAM. Cette thèse contribue à la formalisation des connaissances dans le domaine de la FAM robotisée, à orienter le choix stratégique dans les processus de FAM robotisée, à identifier le comportement des structures robotiques par des méthodes métrologiques (accéléromètre triaxial, laser tracker), à définir des critères adaptés pour des tâches complexes impliquant la gestion des redondances cinématiques, et à optimiser le comportement pour améliorer la qualité de réalisation des pièces en FAM.