Thèse Conception d'Absorbeurs Dynamiques Piézoélectriques Ajustables H/F

Université de Savoie Mont-Blanc

Établissement : Université de Savoie Mont-Blanc
École doctorale : Sciences Ingénierie Environnement
Laboratoire de recherche : Systèmes et Matériaux pour la Mécatronique
Direction de la thèse : David GIBUS ORCID 0000000175295868
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-03-31T23:59:59

Le développement de structures légères dans les secteurs de l'aéronautique et de l'automobile a introduit des défis techniques liés à la gestion des vibrations et du bruit. Les absorbeurs dynamiques classiques, bien qu'efficaces, nécessitent un ajustement de fréquence a priori et ne peuvent s'adapter à des variations des réponses fréquentielles des structures sur lesquelles ils sont installés. Dans ce contexte, le projet ANR FAPARVA étudie une approche innovante : des absorbeurs dynamiques piézoélectriques auto-alimentés, dont la fréquence de résonance peut être ajustée électriquement via des interfaces semi-passives, sans source d'énergie externe. Ces systèmes combinent :
- Atténuation des vibrations par accord de fréquence dynamique.
- Récupération d'énergie pour alimenter les circuits de contrôle.
- Intégration compacte grâce à l'utilisation de matériaux piézoélectriques.

La thèse combinera des développements théoriques (modèles analytiques, simulations FEM) et des validations expérimentales, avec une attention particulière sur l'autonomie énergétique et la robustesse des systèmes développés. Les travaux viseront à :
1. Modéliser le comportement électromécanique des absorbeurs dynamiques piézoélectriques avec des interfaces électriques passives et semi-passives sur Matlab ou Python, et analyser l'influence de paramètres adimensionnels (couplage piézoélectrique, rapport de masse, amortissement électrique) pour maximiser l'atténuation et l'accord de fréquence.
2. Dimensionner à l'aide de simulations FEM des systèmes piézoélectriques qui permettront une forte influence du circuit électrique sur le comportement mécanique, et concevoir des prototypes dont les contraintes sont adaptées aux domaines aéronautiques et automobiles.
3. Valider expérimentalement les modèles par la conception de bancs d'essai et la réalisation des mesures vibratoires ainsi que de puissances électriques.

Le développement de structures légères dans les secteurs de l'aéronautique et de l'automobile a introduit des défis techniques liés à la gestion des vibrations et du bruit. Les absorbeurs dynamiques classiques, bien qu'efficaces, nécessitent un ajustement de fréquence a priori et ne peuvent s'adapter à des variations des réponses fréquentielles des structures sur lesquelles ils sont installés. Dans ce contexte, le projet ANR FAPARVA étudie une approche innovante : des absorbeurs dynamiques piézoélectriques auto-alimentés, dont la fréquence de résonance peut être ajustée électriquement via des interfaces semi-passives, sans source d'énergie externe. Ces systèmes combinent :
- Atténuation des vibrations par accord de fréquence dynamique.
- Récupération d'énergie pour alimenter les circuits de contrôle.
- Intégration compacte grâce à l'utilisation de matériaux piézoélectriques.

La thèse s'inscrit dans le cadre du projet FAPARVA et combinera des développements théoriques (modèles analytiques, simulations FEM) et des validations expérimentales, avec une attention particulière sur l'autonomie énergétique et la robustesse des systèmes développés. Les travaux viseront à :
1. Modéliser le comportement électromécanique des absorbeurs dynamiques piézoélectriques avec des interfaces électriques passives et semi-passives sur Matlab ou Python, et analyser l'influence de paramètres adimensionnels (couplage piézoélectrique, rapport de masse, amortissement électrique) pour maximiser l'atténuation et l'accord de fréquence.
2. Dimensionner à l'aide de simulations FEM des systèmes piézoélectriques qui permettront une forte influence du circuit électrique sur le comportement mécanique, et concevoir des prototypes dont les contraintes sont adaptées aux domaines aéronautiques et automobiles.
3. Valider expérimentalement les modèles par la conception de bancs d'essai et la réalisation des mesures vibratoires ainsi que de puissances électriques.