Ecole Centrale de Lyon

**Présentation de l’Ecole / du département / du laboratoire**

Créée en 1857, l’École Centrale de Lyon figure parmi le top 10 des écoles d'ingénieurs en France. Elle forme plus de 3 000 élèves de 50 nationalités différentes sur ses campus d'Écully et de Saint-Étienne (ENISE, école interne) : ingénieurs généralistes, ingénieurs de spécialités, masters et doctorants. Avec le Groupe des Écoles Centrale, elle dispose de 3 implantations à l’international. La formation dispensée bénéficie de l’excellence de la recherche des 6 laboratoires labellisés CNRS présents sur ses campus, des 2 laboratoires à l’international, des 6 réseaux de recherche internationaux et des 10 laboratoires communs avec des entreprises. Sa recherche d’excellence et son enseignement de très haut niveau lui permettent de nouer des accords de doubles diplômes avec des universités prestigieuses et des partenariats de pointe avec de nombreuses entreprises. Autour des thématiques de sobriété, d’énergie, d’environnement et de décarbonation, Centrale Lyon entend répondre aux problématiques des acteurs socio-économiques sur les grandes transitions.

Aujourd'hui la société est confrontée à un paradoxe entre son désir de voyager et son besoin de réduire la pollution et de protéger l’environnement. Dans ce contexte, des objectifs européens à différentes échéances ont été mis en place. A court terme, les compagnies aériennes se doivent de réduire leur émissions carbone ainsi que la nuisance sonore des avions. Le projet proposé s’inscrit dans ces objectifs à court terme et va servir de pilier à l’objectif de 2050, à savoir la neutralité carbone. Ces défis de grande ampleur demandent de revoir notre vision des moteurs d’avions et de leur usage.

Les vibrations au sein du moteur sont une des causes principales des bruits sonores ainsi que de la rupture des pièces. Comprendre et réduire ces niveaux vibratoires permet donc de limiter la consommation des ressources primaires ainsi que de diminuer la pollution sonore. Différentes stratégies ont été développées pour atténuer les vibrations. Pour les roues aubagées des moteurs d’avions, une approche passive mécanique est souvent employée : de petites pièces (exemple : amortisseurs sous plateformes ou encore joncs de friction) sont insérées et dissipent l’énergie vibratoire par frottement. Ce type d’approches est peu invasive et peu onéreuse. En revanche elles ne sont pas efficaces pour tous les modes propres de la structure : certaines déformées vont créer un mouvement relatif plus ou moins sujet à la dissipation. De plus, prédire la réduction vibratoire conduit à des calculs statique et dynamique non-linéaires complexes.

Une alternative intéressante est l’usage d’éléments piézoélectriques qui convertit l’énergie mécanique en énergie électrique. En connectant le système à un circuit électrique bien dimensionné (type shunt), l’énergie du système peut être dissipée et une réduction vibratoire obtenue. Cette approche connait une utilisation grandissante dans la communauté scientifique et est également utilisée pour conférer à des structures des propriétés physiques non-réalisables mécaniquement.

**Présentation de la ou les thématiques**:
De solides bases sont disponibles pour chacune des trois approches proposées dans ce projet. Des shunts sur des roues aubagées ont déjà été employés à différentes reprises à la fois numériquement [10] et expérimentalement [11] Les trous noirs acoustiques virtuels ont déjà été implémentés dans le cadre de poutres [12]. Dans ces deux premières approches, la méthodologie pour obtenir la loi de contrôle est établie.

[1] N. W. Hagood, A. von Flotow, Damping of structural vibrations with piezoelectric materials

and passive electrical networks, Journal of Sound and Vibration (1991)

[2] H. Yu, K. W. Wang, Piezoelectric Networks for Vibration Suppression of Mistuned Bladed

Disks, Journal of Vibration and Acoustics (2007)

[4] A. J. Fleming, S. Behrens, S. O. R. Moheimani, Synthetic impedance for implementation

of piezoelectric shunt-damping circuits, Electronics Letters (2000)

[5] G. Matten, M. Collet, S. Cogan, E. Sadoulet-Reboul, Synthetic Impedance for Adaptive

Piezoelectric Metacomposite, Procedia Technology (2014

[6] C. Sugino, M. Ruzzene, A. Erturk, Design and Analysis of Piezoelectric Metamaterial

Beams With Synthetic Impedance Shunt Circuits, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics (2018)

[7] K. Yi, G. Matten, M. Ouisse, E. Sadoulet-Reboul, M. Collet, G. Chevallier, Programmable

metamaterials with digital synthetic impedance circuits for vibration control,

Smart Materials and Structures (2020)

[8] G. Raze, A. Jadoul, S. Guichaux, V. Broun, G. Kerschen, A digital nonlinear piezoelectric

tuned vibration absorber, Smart Materials and Structures (2019)

[9] M. Alshaqaq, C. Sugino, A. Erturk, Progra