Khouloud Latrach soutient sa thèse de doctorat le lundi 24/09/2018, 14h. « Vers la robotisation du forage sonique de pré-soutènement : Contrôle frontière de vibration axiale »

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    Khouloud Latrach soutient sa thèse de doctorat le lundi 24/09/2018, 14h. « Vers la robotisation du forage sonique de pré-soutènement : Contrôle frontière de vibration axiale »

    Titre:

    Vers la robotisation du forage sonique de pré-soutènement : Contrôle
    frontière de vibration axiale

    Résumé:

    La mise en place du pré-soutènement du tunnel au cours de la méthode
    conventionnelle en forage sonique peut engendrer des tassements et des
    mouvements de terrain majeurs. Cependant, ce processus manuel présente
    un danger au personnel et entraine une augmentation du coût et de la
    durée des chantiers. Dans ce contexte, cette thèse présente des
    solutions dans le but de développer une nouvelle génération de
    machines de forage automatiques permettant de contourner ces
    problèmes. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés au
    contrôle des vibrations axiales produites au cours du forage sonique
    afin d’optimiser le forage par la canalisation de l’énergie le long du
    train de tiges ainsi que la possibilité
    d’embraquer ultérieurement la tête de forage par un robot
    manipulateur. A cet effet, un modèle de vibrations à paramètres
    distribués, représenté par des EDP de type hyperbolique avec des
    conditions aux limites dynamiques a été établi. Ensuite, nous avons
    généré un modèle de référence sous une force d’entrée de percussion
    dont l’amplitude dépend d’une fréquence de rotation de résonance,
    permettant d’atteindre une amplitude maximale de l’outil de forage.
    Une fois ces deux modèles définis, nous nous sommes attaqués au
    contrôle des vibrations axiales. Premièrement, une loi de contrôle
    frontière dépendant respectivement des déplacements axiaux du train de
    tiges au niveau de la tête et de l’outil pour assurer la poursuite des
    trajectoires de référence a été proposée. La stabilité au sens de
    Lyapunov de cette commande, développée à l’aide de la construction de
    la pseudo-énergie du système de forage a été prouvée. Ensuite, en vue
    d’améliorer ces résultats de stabilité, la méthode de platitude a été
    utilisée pour assurer une convergence exponentielle de l’état vers les
    références. En dépit de l’efficacité des lois de commande proposées en
    termes de simulations effectués, l’implémentation de ces contrôleurs
    sur une machine de forage réelle reste impossible. En fait, la
    validation expérimentale nécessite la connaissance des variables
    d’état (position, vitesse et accélération) au niveau de l’outil de
    forage. En revanche, ces variables ne sont pas disponible à la mesure,
    vu l’impossibilité de placer des capteurs au niveau de l’extrémité
    basse du train de tiges au cours du forage. Pour contourner ce
    problème, un observateur à paramètres distribués co-localisé a été
    proposé en utilisant le déplacement axial des vibrations au niveau de
    la tête. De ce fait, l’étude de l’existence et l’unicité des solutions
    de cet observateur en utilisant la théorie de semi-groupe, nous a
    permis d’assurer la stabilité au sens de Lyapunov de cet estimateur en
    dimension infinie proposé. Dans la deuxième partie, la thèse se
    concentre sur le processus d’injection fluidique permettant d’évacuer
    les déblais et d’éviter le bouchage au cours du forage. Une fois les
    phénomènes liés à l’injection fluidique, le débit issu de
    l’interaction de l’outil avec le sol, le système d’évacuation des
    déblais à travers l’espace annulaire et le mouvement de translation de
    la glissière ont été couplés, nous avons construit une commande basée
    observateur afin de stabiliser la pression au fond du trou. Dans la
    dernière partie, en vue d’effectuer des campagnes d’essais à l’aide
    d’une machine de forage sonique sur un sol de type connu, nous nous
    sommes intéressés à la conception d’un système d’acquisition et de
    contrôle en temps réel. Ensuite, une interface homme machine a été
    créée pour l’affichage et le stockage des données afin de pouvoir les
    réutiliser dans les analyses post-traitement.

    2024-01-29T08:24:52+01:00 septembre 24th, 2018|Equipe SIAM, Evénements, Recherche, Soutenance de thèse|0 Commentaires
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