Doctorant Assistant D’enseignement Et de

**CONTEXTE**

L’École Navale est une grande école d’ingénieur (statut d’EPSCP-GE) dont la mission principale est la formation initiale des officiers de la marine nationale. Les élèves officiers de carrière suivent un cursus d’ingénieur ou de master. Des formations supérieures (masters, mastères spécialisés, formation continue) sont également délivrées à des étudiants civils ou militaires dans les domaines de l’ingénierie maritime.

L’Institut de Recherche de l’École navale (IRENav) est le support de la recherche et de la formation scientifique. Institut pluridisciplinaire, il est labellisé par l’HCERES dans le cadre de la contractualisation des laboratoires Arts et Métiers. Ses équipes de recherche s’inscrivent dans deux domaines liés au secteur maritime : la modélisation et le traitement de l’information maritime (équipe MOTIM), la mécanique et l'énergie en environnement naval (équipe M2EN).

Pour répondre à sa mission, l’École Navale recherche **un doctorant qui aura un statut d’Assistant d’Enseignement et de Recherche (AER) en mécanique**. En complément de ses travaux de recherche, il interviendra principalement dans les domaines de formation en mécanique et en énergétique desélèves officiers ingénieurs de l’Ecole navale.

**DESCRIPTION DU POSTE**

**SUJET DE THESE**:
**Contexte**

Depuis une dizaine d’années, l’IRENAV cherche à développer un propulseur à axe vertical à pales électriquement actionnées en mesure de fonctionner efficacement à basse et haute vitesse navire [1, 2, 3]. Le propulseur prototype appelé SHIVA est le résultat concret de ces travaux : il s’agit d’un propulseur instrumenté muni de trois pales, plusieurs fois testé en bassin [4]. Les étude numériques et tests expérimentaux conduits jusqu’ici se sont concentrés sur le mode trochoïdal (optimisation des lois de calage sur des critères de performance hydrodynamique) [5].

**Incertitudes scientifiques**

A ce jour, la procédure de dimensionnement des actionneurs électriques (couple, vitesse et puissance de convertisseur statique) des pales reste à définir selon la loi de calage choisi et le mode de fonctionnement (trochoïdal ou épicyloïdal). De plus, le mode épicyloïdal apparaît nettement plus exigeant dynamiquement, ce qui pourrait engendrer une fatigue sur l’actionneur (convertisseurs électromécaniques et convertisseur statique) qu’il convient a mínima d’évaluer [6]. La possibilité, voire la nécessité, de fonctionner en génératrice sur certaines phases de fonctionnement doit également être considérée. Enfin, dans le but d’améliorer les performances propulsives, de réduire les vibrations ou d’anticiper un défaut, l’état du système pourrait être évalué par analyse du flux d’informations nécessaire aux contrôles des actionneurs (courant, tension, vitesse). Finalement, pour réduire la sensibilité des solutions aux incertitudes inhérentes à la modélisation des phénomènes hydrodynamiques, une auto-adaptation du contrôle et une supervision des actionneurs de pales pourraient être développées (à l’aide peut-être d’algorithmes relevant de l’intelligence artificielle, [7]).

**Démarche (de principe)**

Le travail de thèse peut s’articuler autour des trois grandes tâches suivantes.

1 - Développer un modèle dynamique du propulseur
L’approche de modélisation est recherchée aussi générale que possible sur le plan topologique (nombre de pales, schéma d’alimentation électrique des actionneurs et du moteur principal notamment). Elle doit reposer sur une procédure justifiée de dimensionnement de la motorisation électrique principale et des actionneurs électriques des pales. Sur le plan dynamique, l’incertitude repose sur la représentation correcte du chargement hydrodynamique. Les mesures in situ disponibles pourront permettre de construire de comportement ou un modèle mixte comportement/connaissance. Ce modèle doit permettre de définir la bande passante de la commande des actionneurs et ainsi mieux formuler ou contraindre le problème d’optimisation des lois de calage [8, 9, 10].

2 - Evaluer l’influence du nombre de pales sur les performances
L’objectif est d’évaluer par simulation l’influence du nombre de pales sur les performances propulsives, la régularité des sollicitations mécaniques et l’aptitude à fonctionner en régime dégradé (pale bloquée ou pale libre). Il est envisagé de tester expérimentalement le prototype SHIVA dans des configurations dégradées.

3 - Utiliser le flux d’informations électriques pour évaluer l’état du propulseur
Il s’agit de développer un modèle de supervision du propulseur, en mesure d’émettre en temps réel une prédiction sur son évolution et d’interpréter un éventuel écart. L’idée serait de construire une image ou un jumeau numérique du dispositif. Les mesures in situ du prototype SHIVA