Thèse de BABAJANIVALASHEDI Réza

Le ballottement de liquide est un phénomène qui peut affecter les conteneurs en mouvement remplis de liquide et provoquer des pertes de liquide sous de fortes amplitudes. Ce travail vise à proposer un contrôle du ballottement d’un conteneur rigide rempli de liquide se déplaçant dans un convoyeur à pas de pèlerin, applicable à toute forme de conteneur sous condition de transparence de ses parois, et sans utilisation d’un modèle physique. La loi de commande du convoyeur est optimisée par un algorithme génétique et le mouvement du liquide est mesuré par analyse vidéo. Dans un premier temps, deux techniques d’optimisation, l’un basé sur la descente de gradient, l’autre sur un algorithme génétique, sont évalués sur des simulations numériques obtenues pour un conteneur rectangulaire à l’aide d’un simple modèle de dynamique des fluides. La fonction objectif consiste à minimiser l’élévation maximale observée lors des mouvements du fluide. Les algorithmes sont comparés du point de vue de l’élévation maximale du fluide et du nombre d’itérations nécessaires pour obtenir la convergence, l’algorithme génétique donnant une convergence plus rapide. Ensuite, des tests expérimentaux sont réalisés sur une ligne de production de l’industrie cosmétique. Les oscillations de la surface du liquide sont capturées par une caméra et détectées en temps réel. L’amplitude maximale de l’onde est évaluée à chaque itération et correspond à la fonction objectif à minimiser par l’algorithme génétique. Les résultats montrent que la loi de commande optimale est spécifique pour chaque conteneur et réduit le ballottement du liquide par rapport aux lois de commande courantes utilisées dans l’industrie. La méthode proposée pour le contrôle du ballottement est polyvalente, peu coûteuse en temps de calcul et exempte de modèles physiques complexes.

Encadrement :

Inscrit à l’Ecole Doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences (ED n°579), doctorat en mécanique des solides, sous la Direction du Pr Jean-Luc DION et McF Stefania LO FEUDO