Influence d'une vitesse de rotation variable sur les vibrations d'usinage en UGV

Les opérations de fraisage à grande vitesse sont couramment limitées par les vibrations régénératives. Dans cet article, nous allons étudier une solution de réduction du phénomène de broutement, basée sur la variation de la vitesse de rotation de l’outil. Afin de quantifier les gains de productivité, deux modélisations différentes du fraisage dynamique ont été adaptées et confrontées : la simulation temporelle et la semi-discrétisation. La comparaison de ces deux méthodes a montré une bonne cohérence des résultats aussi bien à vitesse constante qu’à vitesse variable. Ces deux modélisations ont été validées expérimentalement à vitesse constante et variable. Les essais d’usinage à vitesse variable ont permis de mettre en évidence la différence entre la stabilité théorique et expérimentale

Génératrice à aimants permanents à flux axial à grand diamètre avec entrefer immergé

Cette étude propose une méthode de modélisation et de conception adaptée aux machines à flux axial et à Double Stator (poly-entrefer) destinée à être intégrée comme génératrice pour une hydrolienne RIM-DRIVEN de grande puissance. La particularité du concept RIM-DRIVEN ou à entrainement circonférentiel réside dans le fait que la machine électrique se situe sur la périphérie de l’hélice. De plus, dans cette étude, l’entrefer de la machine est considéré immergé dans l’eau de mer. Les particularités du système imposent de mettre au point des modèles de dimensionnement adaptés. Ainsi, un modèle électromagnétique analytique 2D inversé permettant le calcul des dimensions géométriques principales est présenté. De même, un modèle thermique spécifique aux machines à entrefer immergé est décrit. Ces modèles permettent d’estimer la masse et le coût des parties actives. Cette machine à flux axial est comparée en termes de coûts matières, masses et comportement thermique avec une machine à flux radial à aimants permanents dimensionnée pour un même cahier des charges. Il en ressort clairement que la machine à flux axial double stator est thermiquement moins contrainte que les machines à simple stator

Dynamique d'un nuage de bulles homogène confiné

De nombreuses applications industrielles mettent en jeu des écoulements à bulles dans des échangeurs de masse et de chaleur ou des réacteurs. Les mouvements des bulles génèrent de l'agitation dans le liquide qui, en retour, influence la distribution spatiale des bulles et leur vitesse. La compréhension générique de ce problème de couplage inverse total est fondamentale mais délicate. Des travaux expérimentaux dédiés dans des configurations d'écoulements bien définies sont donc nécessaires pour atteindre cet objectif. Ce travail explore la dynamique d'un nuage de bulles en ascension à grand nombre de Reynolds dans une cellule de Hele-Shaw ([1]). Cette configuration apporte une contribution à une compréhension générale car elle permet d'étudier l'agitation générée par des bulles à grand nombre de Reynolds possédant des sillages instables tout en empêchant, par les effets de confinement, la production de turbulence. La comparaison avec la dynamique de nuages de bulles non confinés ([2]) est également éclairante. Par ailleurs, la détection des interfaces est considérablement facilitée par le confinement: une description complète et précise de la répartition spatiale et de la dynamique des bulles peut être ici obtenue directement par ombroscopie avec une seule caméra. De même, la mesure par PIV du champ de vitesse du liquide intégré dans l'épaisseur de la cellule permet de caractériser de manière pertinente la dynamique du liquide ([3]) (Fig.1-a). La dynamique des deux phases a ainsi été explorée pour des fractions volumiques de gaz α comprises entre 1% et 14% dans un régime où l'inertie est importante (Re≈500). Les bulles étudiées possèdent un sillage instable avec des lâchers tourbillonnaires réguliers et suivent une trajectoire ascendante oscillante tout en gardant une forme elliptique constante. Le frottement aux parois impose néanmoins une décroissance très forte des sillages ([4]). Les résultats montrent que l'on peut expliquer les statistiques associées au mouvement des bulles dans le nuage à partir de deux mécanismes élémentaires: (i) les oscillations induites par le sillage associées aux lâchers tourbillonnaires et (ii) la forte perturbation de vitesse localisée à l'arrière des bulles. Le mécanisme dominant dans la direction verticale est l'entrainement dans le sillage alors que celui qui régit la dynamique des bulles dans la direction horizontale est associé aux oscillations générées par les sillages dont l'intensité est indépendante de α (Fig.1-b). L'auto-dispersion des bulles a également été étudiée. Elle peut être caractérisée par des coefficients de dispersion qui évoluent linéairement avec α. En ce qui concerne l'agitation dans le liquide, comme en écoulement non confiné, les deux composantes des fluctuations de vitesse évoluent proportionnellement à αn avec ici αn=0.38 et 0.46 dans les directions horizontales et verticales respectivement. Le spectre spatial des fluctuations de vitesse évolue, sur une gamme de nombres d'ondes k bien définie, proportionnellement à k-³. Dans cette configuration où la turbulence ne peut se développer, cette évolution s'explique très clairement par la superposition linéaire de perturbations de vitesses aléatoires ([5]), il s'agit donc d'un effet statistique associé aux passages de perturbations convectées par les bulles

Modélisation et commande d’une hydrolienne équipée d’une génératrice asynchrone double alimentation

Cet article traite de la modélisation et de la commande d’un système de récupération de l’énergie des courants de marée ; à savoir une hydrolienne équipée d’une génératrice asynchrone double alimentation. Dans un premier temps et dans le but de pouvoir évaluer les performances et la dynamique de l’hydrolienne, dans différentes conditions de fonctionnement, un modèle multiphysique est implanté sous Matlab/Simulink®. Ensuite, une stratégie de commande MPPT sans capteur de vitesse de la génératrice asynchrone est proposée. Cette stratégie est éprouvée en regard de l’effet de la houle qui est considéré comme le plus à même de perturber le modèle de la ressource. La modélisation multi-physique et la commande à vitesse variable ont été testés sur une hydrolienne équipée d’une génératrice asynchrone double alimentation de 7,5 kW et en utilisant des données réelles du site du Raz-de-Sein (Bretagne) pour l’année 2007.Financement de thèse de Brest Métropole Océan

Arago (1810): the first experimental result against the ether

95 years before Special Relativity was born, Arago attempted to detect the absolute motion of the Earth by measuring the deflection of starlight passing through a prism fixed to the Earth. The null result of this experiment gave rise to the Fresnel's hypothesis of an ether partly dragged by a moving substance. In the context of Einstein's Relativity, the sole frame which is privileged in Arago's experiment is the proper frame of the prism, and the null result only says that Snell's law is valid in that frame. We revisit the history of this premature first evidence against the ether theory and calculate the Fresnel's dragging coefficient by applying the Huygens' construction in the frame of the prism. We expose the dissimilar treatment received by the ray and the wave front as an unavoidable consequence of the classical notions of space and time.Comment: 16 pages. To appear in European Journal of Physic

Spin in a variable magnetic field: the adiabatic approximation

The problem of spin precession in a time-dependent magnetic field is considered in the adiabatic approximation where the field direction or the angular velocity of its rotation is changing slowly. The precession angles are given by integrals in a way similar to the semi-classical approximation for the Schr\"{o}dinger equation.Comment: LaTeX, 6 pges, no figures, submitted to Comptes rendus Acad. Sci.Pari

Laboratory Physics and Cosmology

We find five fundamental reasons demanding that any gravitational mass m, and the speed of light c, vary with cosmological time such that mc remains constant. This is required by the universal condition of conservation of momentum in a Universe with spatial homogeneity. We prove that this is consistent with Einstein's Theory of General Relativity. We call this effect a "MASS BOOM". At the LAB system no such time variations can be detected, unless we make comparisons with cosmological observations. We have to stress that the physical conditions implied by a time varying mass, together with a time varying speed of light, preserving the constancy of momentum, are compatible with Einstein's field equations. We then integrate his cosmological equations and find the solution for the cosmological scale factor a(t) proportional to the square of time, implying an apparent accelerated expansion for the Universe, as seen from the LAB frame. This is the interpretation given to recent observations obtained from the Supernova Type Ia. This determination of the scale factor a(t) is based upon a LAB interpretation and therefore is an apparent effect. On the other hand we note that the product ct being a constant determines the real Universe as a static one, of constant size. The observed red shift at the LAB system is due to a real shrinkage of the quantum world, due to the decrease in size of the quantum particles determined by a decreasing Planck's "constant".Comment: Accepted for publication in Physics Essays 200