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Analytical solution for fuel cell electric vehicle energy management including a long-term predefined velocity profile
No full textInternational audienceThis paper proposes a new Energy Management Strategy (EMS) for Fuel Cell Electric Vehicles (FCEVs) that optimizes energy efficiency and fuel cell durability, while remaining implementable in real-time. The approach uses an analytical solution of the minimization problem for fuel consumption, which provides the constant fuel-cell power required to bring the state of charge (SoC) from its initial value to its desired final value. This global optimization, done for the initial route prediction, is included in a new control framework with a SoC regulator. This controller tracks the desired SoC evolution when the actual vehicle route is perturbed, while respecting constraints that preserve fuel cell longevity by 40 % compared to equivalent SoC controllers in the literature. The performance of the proposed EMS is assessed using Matlab/Simulink simulations for several case studies based on standard and perturbed driving cycles, showing up to a 10 % reduction in hydrogen consumption and up to a 50 % improvement in fuel cell lifespan compared to other energy management strategies
Suivi in situ de la polymérisation d'une couche de résine époxy sur un moule rigide à l'aide d'ondes de Lamb
No full textEvaluation et contrôle non destructif; GAPSUS - Acoustique Physique, Sous-Marine et Ultra-SonoreNational audienceL’utilisation de matériaux composites à matrice organique prend une place de plus en plus importante dans de nombreuses industries. Pour répondre aux besoins grandissants, de nombreux moyens de fabrication de moulage se développent dont notamment une méthode particulièrement économe : l’infusion sous vide. Cependant ce procédé demande à être optimisé sur de nombreux aspects, comme sur le contrôle de l’état du matériau durant la cuisson du composite. Ces travaux visent à proposer une méthode de suivi du degré de polymérisation (&ₐlpha;) de la résine grâce au suivi de ses propriétés rhéologiques en temps- réel à l’aide de méthodes non-intrusives, ici des ondes de Lamb émises et reçues par des transducteurs piézoélectriques. La démarche proposée est la suivante : (i) La construction d’un modèle de propagation d’ondes pour le système du moule et de la résine, approximés par une plaque solide isotrope recouverte d’une couche de fluide visqueux sur une de ses faces. (ii) La simulation des ondes pouvant se propager dans le système en fonction des propriétés rhéologiques de la couche viscoélastique. (iii) La confrontation des simulations à des mesures plein champ réalisées au vibromètre laser durant la cuisson de la résine afin de valider le modèle théorique. Le modèle décrit ci-dessus est alimenté par une étude préliminaire de la rhéologie de la résine sous différentes sollicitations en température afin de suivre l’évolution des lois de dispersion en fonction de α. Ces éléments permettent ainsi de remonter aux propriétés mécaniques de la couche viscoélastique depuis les mesures effectuées au vibromètre. Cette étude et la méthode qui y est développé permettra à terme de proposer une méthode de suivi in situ et non intrusive du procédé afin de démocratiser la fabrication de pièces composites à différentes échelles d’industries tout en permettant de répondre aux critères de qualité et d’efficience des industriels
Scale-by-Scale Nonequilibrium in Turbulent Flows
No full textInternational audienceThe Kolmogorov scale-by-scale equilibrium cascade and concepts related to it have provided the physical basis for explicit LES subgrid models since the mid-20th century. However, mounting evidence and theory have been accumulating over the past ten years for scale-by-scale non-equilibrium in a variety of turbulent flows with some new general non-equilibrium laws. One of the resulting challenges now is to translate these new non-equilibrium physics into predictive turbulence modeling.</div
Reversible Kalman Filter for state estimation with Manifold
No full textThis work introduces an algorithm for state estimation on manifolds within the framework of the Kalman filter. Its primary objective is to provide a methodology enabling the evaluation of the precision of existing Kalman filter variants with arbitrary accuracy on synthetic data, something that, to the best of our knowledge, has not been addressed in prior work.To this end, we develop a new filter that exhibits favorable numerical properties, thereby correcting the divergences observed in previous Kalman filter variants. In this formulation, the achievable precision is no longer constrained by the small-velocity assumption and is determined solely by sensor noise.In addition, this new filter assumes high precision on the sensors, which, in real scenarios require a detection step that we define heuristically, allowing one to extend this approach to scenarios, using either a 9-axis IMU or a combination of odometry, accelerometer, and pressure sensors. The latter configuration is designed for the reconstruction of trajectories in underwater environments
Cellular Automaton Simulation Model for Predicting the Microstructure Evolution of an Additively Manufactured X30Mn21 Austenitic Advanced High-Strength Steel
No full textInternational audienceAdditive manufacturing techniques, such as laser-based powder bed fusion of metals (PBF-LB/M), have now gained high industrial and academic interest. Despite its design flexibility and the ability to fabricate intricate components, LPBF has not yet reached its full potential, partly due to the challenges associated with microstructure control. The precise manipulation of the microstructure in LPBF is a formidable yet highly rewarding endeavor, offering the capability to engineer components at a local level. This work introduces an innovative parallelized Cellular Automaton (CA) framework for modeling the evolution of the microstructure during the LPBF process. LPBF involves remelting and subsequent nucleation followed by crystal growth during solidification, which complicates and burdens microstructure simulations. In this research, a novel approach to nucleation seeding and crystal growth is implemented, focusing exclusively on the final stages of melting and solidification, enhancing the computational efficiency by 30%. This approach streamlines the simulation process, making it more efficient and effective. The developed model was employed to simulate the microstructure of an austenitic advanced high-strength steel (AHSS). The model was validated by comparing the simulation results qualitatively and quantitatively with the experimental data obtained under the same process parameters. The predicted microstructure closely aligned with the experimental findings. Simulations were also conducted at varying resolutions of CA cells, enabling a comprehensive study of their impact on microstructure evolution. Furthermore, the computational efficiency was critically evaluated
Reconstruction of editable parametric CAD models from dumb B-Rep models using deep neural networks
No full textInternational audienceReconstruction of editable parametric CAD models from dumb B-Rep models using deep neural network
Développement d'une méthode algorithmique stochastique itérative pour le calcul d'un self-motion manifold de dimension 1 d'un robot plan 3 axes
No full textInternational audienceDéveloppement d'une méthode algorithmique stochastique itérative pour le calcul d'un self-motion manifold de dimension 1 d'un robot plan 3 axes
Identification of key evaluation criteria for co-development of XR applications in industrial contexts
No full textNational audienceExtended Reality (XR) technologies—including Virtual, Augmented, and Mixed Reality—offer useful possibilities for improving industrial processes such as training, design validation, maintenance, and quality control. However, their adoption in industry remains limited, often because existing solutions do not fully meet practical needs. This study focuses on the co-development of XR applications better adapted to industrial requirements. In a first phase, a literature review helped identify 37 evaluation criteria, grouped into eight categories. Definitions were refined based on expert input. In a second phase, over 20 professionals from different industrial sectors assessed the relevance of each criterion using a 5-point Likert scale and a ranking method. The results showed differences between academic and industrial perspectives. While academic work often highlights technical or sensory aspects, indus-trial stakeholders emphasized usability, relevance of content, and potential for innovation. These find-ings provide a clearer view of industry expectations and will inform future development of XR tools
Identifying Key Requirements for Maritime Bridge Simulators in Wind-Assisted Ship Propulsion Training
No full textInternational audienceMaritime transport is responsible for 3 percent of global greenhouse gas emissions. To meet environmental regulations, technologies such as Wind-Assisted Ship Propulsion (WASP) are being considered. However, maritime officers' training needs to be adapted, as sailing is not sufficiently covered in current curricula. The SOMOS project aims to develop a navigation simulator for merchant vessels equipped with WASP, incorporating realistic training scenarios such as failure management. This simulator will enable sailors to prepare for the use of these technologies and contribute to the reduction of emissions in maritime transport. In this paper, we present the results of a student work with the goal of identifying minimal requirements for bridge maritime simulators including WASP technologies
Ondes élastiques topologiquement guidées pour l'haptique de surface
No full textInternational audienceLes cristaux phononiques topologiques marquent une avancée majeure pour le guidage et le contrôle des ondes élastiques en permettant la synthèse des modes localisés spécifiques (états de bords). Si les propriétés de ces modes font actuellement l'objet de nombreuses études, la question de leur perception haptique par un être humain reste largement ouverte, en raison de leur forte localisation combinée à une polarisation complexe. Dans cette étude, les propriétés de propagation des ondes élastiques topologiquement protégées sont examinées dans des plaques élastiques structurées avec un réseau hexagonal composé de trous triangulaires et circulaires. L'ajout de ces motifs géométriques conduit à une dégénérescence dans les bandes d'énergie sous forme de deux cônes de Dirac. Cette dégénérescence est levée par une transformation géométrique mettant en oeuvre une rupture de symétrie dans la direction de l'épaisseur, ouvrant ainsi un gap topologique et générant des états de bord robustes. Ces états de bord permettent une propagation unidirectionnelle des ondes le long des bords ou interfaces entre deux domaines d'un même cristal aux propriétés topologiques distinctes, sans rétrodiffusion, garantissant une insensibilité aux perturbations locales. Ces ondes, confinées aux interfaces, peuvent être ajustées pour produire des vibrations élastiques précises dans une plage de fréquences perceptibles par le toucher humain. Ces caractéristiques permettent d'envisager la réalisation de surfaces haptiques de grandes dimensions intégrant des boutons virtuels, et ouvrent la voie à des dispositifs innovants exploitant des propriétés topologiques pour des technologies interactives.</div