Transport

SNCF Réseau

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En tant que gestionnaire du réseau ferré français, SNCF Réseau est impliqué à la fois dans des opérations de maintenance quotidiennes et de renouvellement périodiques sur les actifs le composant. Parmi les actifs particulièrement sensibles en termes de sécurité, les caténaires constituent un élément majeur d’attention pour SNCF Réseau.

Fort d’une expertise importante sur les contraintes opérationnelles associées aux travaux de renouvellement, SNCF Réseau a souhaité s’appuyer sur l’accès facilité aux données d’environnement pour discriminer de façon plus précise les chantiers susceptibles de dépasser les durées classiques ou d’être perturbés par les conditions climatiques. Concernant en particulier les travaux de voies et sur les caténaires, les conditions de vent, de température et de neige représentent des données à prendre en compte dans le montage des plannings annuels de travaux afin d’en minimiser les effets.

Afin de répondre à ces besoins, Eurobios a tout d’abord défini avec les experts métier SNCF la notion de risque météo sur les chantiers : il s’agit ici de seuils spécifiques de vitesses de vent (rafales), de températures extrêmes ou de hauteur de neige. Ensuite, les données météorologiques correspondantes ont été récupérées (sur une grille couvrant la France métropolitaine sur la période 1970-2010) ; puis un programme a été développé afin de mesurer le risque selon deux approches différentes : une approche globale qui permet, pour une même période, d'estimer simplement le risque météo sur la France entière, et une approche locale, qui pour une zone géographique bien définie, donne une estimation fine du risque sur plusieurs échelles de temps.

 

 

Renault

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Renault

Les ingénieurs de Renault travaillent depuis de nombreuses années déjà sur les systèmes d'aide à la conduite avancés (ou ADAS : Advanced Driver-Assistance Systems).

La partie matérielle de ces systèmes combine capteurs (caméras, radars, lidars) et calculateurs embarqués. La partie logicielle inclut de très nombreux algorithmes, dont des algorithmes de suivi d'objets (tracking algorithms).

Les campagnes d'essais sur la route sont indispensables mais elles prennent du temps. Pour anticiper la mise en place des algorithmes dans une architecture logicielle et le réglage de leurs nombreux paramètres, il est intéressant d'utiliser des données de synthèse, très rapidement disponibles.

Renault a donc fait appel à Eurobios pour développer un simulateur de scénarios de conduite. Via une interface utilisateur, il est possible de définir la géométrie de la route, les trajectoires de la voiture principale et des véhicules tiers (voitures, camions, deux roues, piétons) et la liste des capteurs embarqués avec leurs différents paramètres. Le simulateur retourne les mesures des capteurs virtuels dans un format identique à celui des vrais capteurs.

 

Simulation de transport aérien

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Autre défi, autre client, Eurobios a développé pour la compagnie aérienne Southwest Airlines un logiciel permettant de simuler les flux de transport aérien pour désengorger les lignes trop chargées et définir les nouveaux axes à emprunter en priorité.

Le projet a consisté à mettre en place une réplique miniature de la réalité.

Simuler le ballottement du méthane liquide dans une cuve de méthanier

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Les méthaniers sont des navires de transport de gaz naturel liquéfié. Le gaz liquide est contenu dans des cuves, qui, dans le cas des méthaniers à membrane, ont une forme proche d’un cube d'environ quarante mètres de côté. Le mouvement du navire conduit à la formation de vagues de gaz liquide à l’intérieur des cuves. Ces vagues, en venant frapper les parois des cuves, peuvent  les endommager. Il s’agit d’un phénomène appelé sloshing (ballottement) correspondant à des événements rares, difficilement reproductibles mais dangereux.

La compréhension du phénomène de sloshing et l’évaluation des efforts subis par les parois passe par une meilleure compréhension des phénomènes physiques caractérisant l’écoulement.

Une façon d'évaluer l'impact du sloshing est de construire une maquette de cuve pour mesurer les efforts au niveau des parois lorsque la cuve est soumise à un mouvement reproduisant celui des navires en mer. En raison de la très grande taille des cuves embarquées dans les méthaniers, la maquette est construite à une échelle réduite.

Problème

Comment extrapoler les essais en laboratoire, conduits dans des cuves à échelle réduite et contenant un liquide et un gaz non inflammables (pour des raisons de sécurité) au cas réel ?

Solution

Eurobios a proposé de combiner approche théorique et approche numérique pour mieux comprendre le phénomène de sloshing. Une méthode innovante en hydrodynamique navale permettant d’expliquer des résultats expérimentaux  a été formulée et démontrée. Ces résultats théoriques sont illustrés grâce à des outils numériques permettant de simuler un écoulement de gaz et de liquide séparés par une interface. 

simulation ballotement

simulation sloshing

 

Optimisation de la commande du propulseur d'un lanceur spatial

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Pour mettre un satellite sur orbite, la fusée de transport (lanceur spatial) doit suivre une trajectoire bien précise. Pour assurer cette trajectoire, il est nécessaire de calculer la commande du propulseur de la fusée, c'est-à-dire l'évolution au cours du temps de la poussée que devra exercer le propulseur. L'utilisation du propulseur consomme du carburant et on souhaite limiter cette consommation, ce qui permet de réduire le coût en carburant  et la masse du lanceur. Calculer la commande du propulseur qui minimise la masse de carburant à embarquer est un problème d'optimisation basée sur la théorie de la commande optimale.

Problème

A partir des équations de la dynamique du lanceur, des ses paramètres (masse, puissance du propulseur,etc.) et de l'orbite finale souhaitée, comment calculer l'évolution de la poussée du réacteur qui consommera le moins de carburant ? Ecrire un algorithme de résolution de ce problème de commande optimale.

Solution

Eurobios a développé un logiciel qui résout automatiquement le problème de la commande optimale du propulseur et s'intègre dans un simulateur plus complet calculant l'ensemble de la trajectoire du lanceur (vol et retombée des différents étages de la fusée).