Sujet de thèse :

Début de la thèse : Septembre 2019

Laboratoire d’accueil :

L2S (Laboratoire des Signaux et Systèmes), UMR 8506 CentraleSupélec-CNRS-Univ. Paris Sud, Département Automatique, Plateau de Moulon, 3 rue Joliot-Curie, 91 192 Gif sur Yvette cedex

Contexte

En fabrication additive métallique, l’un des objectifs principaux est d’optimiser la productivité de la machine en maximisant la vitesse de parcours, ceci quelle que soit l’actionneur utilisé ainsi que sa source d’énergie associée. Dans ce contexte, un maillon important a trait à la recherche de stratégies de pilotage optimales pour les actionneurs considérés. Des travaux précédents ont permis d’ouvrir des perspectives dans le cadre de procédés SLM (Selective Laser Melting) avec une association galvanomètre comme actionneur de partie opérative et laser comme source d’énergie associée.

Dans le cadre de cette thèse, et afin de réaliser un pilotage à très haute vitesse, on s’intéressera plus spécifiquement au procédé de type EBM (Electron Beam Melting) qui associe canon à électrons pour la source d’énergie et bobine comme actionneur réalisant le pilotage du faisceau d’électrons.

Les recherches seront principalement menées au L2S, mais pourront inclure également des actions sur une machine équipée d’un canon à électrons présente au LPGP (Laboratoire de Physique des Gaz et des Plasmas) à Orsay ainsi que sur le site de la société Addup à Clermont-ferrand. Elles feront enfin l’objet d’échanges avec d’autres doctorants sur des sujets connexes et avec la société Addup.

Problématique

(Compte tenu des contraintes de confidentialité liées au projet, la description de la problématique est volontairement courte)

Le procédé EBM présente un certain nombre d’avantages par rapport à la technique SLM. Ainsi, l’utilisation d’un canon à électrons permet de faire varier la puissance et le diamètre du faisceau d’électrons, ce qui assure tant le contrôle de l’énergie thermique apportée au lit de poudre que celui de la sélectivité du faisceau. De plus, le pilotage du faisceau étant réalisé par des bobines et non par des éléments mécaniques comme pour le SLM (galvano-scanner), la vitesse de déplacement peut être très élevée.

Par conséquent, cette technologie utilisant une source de plus forte puissance qu’un laser aura pour conséquence de pouvoir augmenter les vitesses de parcours donc la productivité, et l’absence d’inertie mécanique devrait mener à des temps de réponse des bobines supérieurs à ceux obtenus avec des galvanomètres. Une partie des gains en vitesse viendra donc de la technologie elle-même.

Mais elle viendra également des stratégies de pilotage développées, sachant que, à la différence des galvanomètres, on ne dispose de mesure ni directe ni indirecte de la position du faisceau.

La première partie des travaux de thèse portera donc sur l’obtention de cette information, soit à partir de la mesure d’autres signaux caractéristiques, soit à partir de l’information issue d’un modèle qu’il s’agira de déterminer et d’en identifier les paramètres.

La deuxième partie des travaux se focalisera sur l’élaboration de lois de commande robustes et leur validation, ainsi que la détermination de l’électronique associée nécessaire pour la commande des bobines.

Vos compétences

Nous recherchons un(e) candidat(e) ayant tout ou partie des compétences suivantes :

• commande numérique de machine-outil : modélisation et pilotage d’une chaine électromécanique
• théorie des asservissements
• environnement de développement Matlab et C/C++
• intégration, expérimentation et validation sur plateforme de test industrielle
• capacités d’analyse, d’autonomie et esprit d’initiative
• capacité à travailler au sein d’un projet collaboratif
• aptitude à communiquer aussi bien à l’oral qu’à l’écrit (en français et anglais)

Salaire

Environ 2 100 € brut soit 1 700 € net.

Candidature

Veuillez remplir le formulaire ci-dessous. À la suite de votre lettre de motivation ou au sein de votre CV, merci d’inclure également :

• les relevés de notes de votre cursus de master et/ou d’ingénieur
• une lettre de recommandation du responsable de master
• les coordonnées de deux personnes référentes.