Un·e intervenant·e pour le module “Modélisation et simulation multiphysique des systèmes mécatroniques” F/H

Intervenant·e — Modélisation et simulation multiphysique des systèmes mécatroniques

Contexte

Ce module de 5ᵉ année donne aux étudiants une démarche de modélisation multiphysique cohérente avec les enseignements de robotique et de commande avancée. Il doit relier systèmes électriques, mécaniques et actionneurs à des modèles utilisables en simulation, identification et commande.

L’objectif est de permettre aux étudiants de comprendre les couplages physiques, de construire un modèle adapté à un besoin et d’en exploiter les résultats pour analyser le comportement d’un système ou justifier un choix de conception.

Mission confiée

Concevoir et animer un module orienté cas d’usage, comprenant les principes de modélisation de systèmes couplés et un bureau d’études (BE) permettant de modéliser, simuler et analyser un système mécatronique concrete.

La démarche devra expliciter les hypothèses retenues, les équations physiques et les interactions entre sous-systèmes. Le choix des méthodes et des outils est ouvert, en concertation avec le responsable de majeure et selon les ressources disponibles. Les bond graphs peuvent être proposés, sans constituer un formalisme imposé.

Organisation souhaitée

• 12 h : 4 h de cours structurant et 8 h de BE.
• Évaluation par BE à 100 %, sur un système associant plusieurs domaines physiques, de préférence électromécanique et en lien avec la robotique.
• Enseignement conçu comme une brique de modélisation appliquée, avec une progression guidée du système réel à l’analyse des résultats.
• Intervention en présentiel sur le campus de Lyon.

Programme indicatif

1. Principes de modélisation multiphysique

• Définition du périmètre du système, des entrées, des sorties et des grandeurs d’état.
• Bilans physiques et énergétiques : stockage, dissipation et conversion d’énergie.
• Couplages entre domaines électrique, mécanique et, selon le cas étudié, thermique.
• Choix des hypothèses et du niveau de détail en fonction de l’objectif du modèle.

2. Du système réel au modèle de simulation

• Mise en équations des sous-systèmes et de leurs interactions.
• Passage à un modèle dynamique exploitable en simulation et en commande, notamment sous forme de représentation d’état.
• Exemple électromécanique : moteur, transmission, inertie, frottements et charge.
• Détermination des paramètres à partir de données techniques ou de mesures, en lien avec l’identification des systèmes.

3. BE appliqué

• Construction et simulation d’un modèle de système mécatronique.
• Étude de sa réponse à différentes sollicitations et conditions de fonctionnement.
• Analyse de sensibilité à des paramètres choisis.
• Vérification de la cohérence physique et, lorsque des données sont disponibles, confrontation aux mesures.
• Discussion des limites du modèle et formulation de conclusions utiles à la conception ou à la commande.

Profil recherché

Ingénieur·e, enseignant·e-chercheur·se ou professionnel·le disposant d’une pratique concrète de la modélisation dynamique et de la simulation de systèmes multiphysiques.

Une expérience sur des systèmes électromécaniques ou robotiques et la capacité à concevoir un BE accessible à des élèves ingénieurs seront particulièrement appréciées.