Jumeau Numérique

**Jumeau numérique (Digital Twin) des engins de chantier électrique pour le creusement de tunnel : optimisation énergétique et maintenance prédictive**:

- Réf **ABG-126505**
- Sujet de Thèse- 27/10/2024- Cifre- Université de Bourgogne - Laboratoire DRIVE- Lieu de travail- Nevers - Bourgogne-Franche-Comté - France- Intitulé du sujet- Jumeau numérique (Digital Twin) des engins de chantier électrique pour le creusement de tunnel : optimisation énergétique et maintenance prédictive- Champs scientifiques- Energie
- Mots clés- Jumeau numérique, jumeau hybride, optimisation énergétique, maintenance prédictive, maintien des performances, engins de chantier**Description du sujet**:
L’électrification croissante des engins de chantier industriels suit les progrès signifiants de l’industrie de l’automobile électrique de ces dernières décennies. Cette évolution de l’électrification nécessite l’emploi et le développement de technologies innovantes permettant la modélisation et l’optimisation des sous-ensembles et organes des véhicules favorisant une plus grande autonomie. Le jumeau numérique (JN) ou Digital Twin (DT) est une dernière tendance de l’industrie 4.0 liée à la technologie IoT. Il permet la représentation d’un objet physique, d’un process, ou d’un service, sous différentes conditions opératoires avec un faible coût et un environnement à risque-zéro et ce à partir d’une simulation de cet objet. Le Digital Twin utilise des prototypes virtuels enrichis de données réelles et exploite l’Intelligence Artificielle et le Machine Learning pour rendre les prédictions plus précises.
Le jumeau numérique augmente la précision des simulations en réduisant les erreurs à un niveau proche de zéro. Il permet donc d'étudier de grands systèmes ou des sous-systèmes. Il nécessite des données réelles permettant de l’alimenter et ainsi permettre une optimisation ciblée.

Dans le cadre de cette thèse, un jumeau numérique sera développé pour simuler des scénarios d'utilisation des engins de chantier électriques de la société CORAIL TUNNELIER, en prenant en compte des paramètres tels que le poids des équipements embarqués, les conditions météorologiques, le terrain sur lequel le véhicule doit évoluer, etc. Cette simulation permet d’une part de surveiller l’état de santé du véhicule en temps réel, en collectant et en analysant des données provenant de différents capteurs embarqués (paramètres de fonctionnement du véhicule et ainsi maximiser son efficacité énergétique) et d’autre part déterminer les besoins énergétiques du véhicule et d'optimiser son système de propulsion GMP électrique en tenant compte de différents profils d’emploi (transport de charges lourdes, creusement,) et des éléments d’environnements intérieurs/extérieurs (habitacle, terrain, météo,) influant sur ses performances.

Dans le contexte de cette thèse, le modèle de jumeau numérique aura pour objectifs:

- L’optimisation énergétique des systèmes du GMP électrique tenant compte de différents profils d’emploi (transport de charges lourdes, creusement,) et des éléments d’environnements intérieurs/extérieurs (habitacle, terrain, météo,) influant sur ses performances.
- Le suivi de l'état de santé (SOH) du véhicule et de ses composants énergétiques amenant à de la maintenance prédictive.

**Prise de fonction**:

- 06/01/2025**Nature du financement**:

- Cifre**Précisions sur le financement**:
**Présentation établissement et labo d'accueil**:

- Université de Bourgogne - Laboratoire DRIVELe laboratoire DRIVE (Département de Recherche en Ingénierie des Véhicules pour l’Environnement EA1859) est un laboratoire rattaché à l’Université de Bourgogne (UB) et à l’Institut Supérieur de l’Automobile et des Transports (ISAT).

Compte tenu de son rattachement à l'ISAT, les travaux de recherche des enseignants-chercheurs du laboratoire DRIVE répondent aux besoins scientifiques et technologiques de la filière industrielle liée à la construction de véhicules. La recherche sur l’optimisation énergétique et les systèmes de transport intelligents est centrée sur l’optimisation de la propulsion motorisée thermique, hybride et du stockage d’énergie ainsi que sur les systèmes intelligents de transports communicants. Par ailleurs, les recherches sur la durabilité des matériaux composites et sur les vibrations et l'acoustique concernent l’allègement de structures par l’utilisation de matériaux ou structures composites performants, bio-sourcés ou non et multifonctionnels. Enfin, les travaux menés dans les domaines des vibrations et de l'acoustique concernent des études sur des patchs visco-contraints destinés à l'amortissement de grandes structures et des recherches sur des matériaux poreux visant à absorber les sons.

Le laboratoire DRIVE développe de nombreuses collaborations avec de