La remise de prix PFE 2024 à l'Ense3

Durant le mois d'octobre, les quatre meilleurs Projets de Fin d’Études (PFE) de Grenoble INP-ENSE3, UGA ont été récompensés par l'école et par les Alumni. 

Lors de cette après midi où ces étudiants sont mit à l'honneur, ils présentent leurs PFE devant d'autres étudiants. 

Pour les féliciter de leur travail, les Alumni depuis plusieurs années les récompensent en leurs remettant un prix de 300Euros. 

Cette année ont été récompensés : 

Eric DANESE 

Isabella PRANDO MANZINI 

Ines VERDEILLE

Mathilde CLAIR 

Vous trouverez ci-dessous la présentation de ce PFE d'Isabella, ainsi qu'Eric.

Je m'appelle Isabella Prando Manzini, je viens du Brésil, où j'ai étudié l'ingénierie de l'automatisation et du contrôle à l'Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Mon intérêt pour la théorie du contrôle a commencé dès mon premier cours, qui a éveillé en moi une véritable passion pour ce domaine. Depuis, je continue d'explorer le monde de contrôle. En 2022, j'ai eu la chance de recevoir une bourse du gouvernement brésilien pour poursuivre un double diplôme en France, à l'ENSE3 dans la filière "Automatique et Systèmes Intelligents". Cette expérience m'a permis de rencontrer des personnes du monde entier et d'approfondir des sujets avancés en contrôle, notamment le contrôle robuste, qui est devenu le thème principal de mon projet de fin d'études (PFE).

Dans le domaine du contrôle dynamique des véhicules routiers, la gestion du mouvement latéral est cruciale pour assurer la sécurité, une bonne maniabilité et une expérience de conduite optimale. Les systèmes de contrôle qui ciblent le mouvement de lacet sont particulièrement importants, car ils visent à maintenir la stabilité du véhicule, notamment grâce à des systèmes de contrôle de la stabilité de lacet. Une bonne maniabilité est essentielle lors de conduites à haute vitesse et de manœuvres d’urgence, tandis qu'une gestion efficace de la dynamique latérale aide les véhicules à rester stables sur des surfaces difficiles, telles que les routes mouillées ou verglacées, afin d’éviter tout dérapage ou perte d'adhérence.

Chez Ampere Software Technology, l’équipe Châssis se concentre sur l’optimisation de divers actionneurs liés au châssis pour améliorer à la fois le confort des passagers et la dynamique de conduite. Ces actionneurs incluent des systèmes de freinage différentiel, d'amortisseurs, de contrôle de la stabilité latérale et même de direction des quatre roues (4WS), qui peuvent être ajustés pour différents modes de conduite comme "sport", "normal" ou "confort". Au sein de cette équipe, un projet majeur, Vehicle Motion Control (VMC), est dédié à assurer la stabilité et la maniabilité du véhicule, en particulier lors de manœuvres brusques ou de conditions routières difficiles. L’objectif principal du projet VMC est de permettre au véhicule de maintenir sa trajectoire sans subir de sous-virage ou de survirage.

Lorsque le système de contrôle détecte une instabilité potentielle, il peut intervenir en appliquant un freinage sélectif sur des roues individuelles ou en ajustant l'angle de direction arrière pour corriger la trajectoire du véhicule. Ce freinage sélectif contrecarre les tendances au survirage ou au sous-virage, ce qui aide le véhicule à maintenir sa trajectoire. Le problème de recherche abordé dans ce travail est de savoir comment contrôler le mouvement latéral du véhicule, mesuré par la vitesse de lacet et l'angle de dérive. Le contrôle du mouvement latéral peut être réalisé par une force de rotation autour de l’axe vertical ou par la direction des roues avant pour influencer l'axe de lacet, le choix dépendant des actionneurs disponibles dans le véhicule.

Le projet VMC propose également l'optimisation coordonnée du freinage différentiel (via le système ABS) et du système de direction "steer-by-wire", qui ajuste l’entrée de direction du conducteur et ajoute un angle de correction aux roues arrière. Fonctionnant en boucle fermée, cette configuration permet au véhicule de suivre une référence de vitesse de lacet et d’optimiser son comportement pour une stabilité à haute vitesse et une maniabilité à basse vitesse.

L’objectif principal de ce stage était de développer un nouveau contrôle de vitesse de lacet pour le projet VMC, offrant une robustesse améliorée par rapport au système actuel. Les tests ont révélé que, bien que le contrôleur actuel reste stable dans la plupart des conditions, ses performances diminuent lors des variations de la masse du véhicule. Sous forte charge, le système ne parvient pas toujours à réguler la vitesse de lacet pour correspondre à la valeur de référence. De plus, ce système repose sur une table de correspondance (lookup table), dont la performance dépend de la précision et de la couverture de ses données. Si la table ne couvre pas suffisamment l’ensemble des conditions de fonctionnement, la performance du contrôle peut se détériorer. La création de cette table nécessite également des tests approfondis, ce qui exige un investissement important en temps et en effort de la part des équipes d’ingénieurs.

Étant donné que les paramètres du véhicule varient naturellement au fil du temps (tels que le rayon des roues, la rigidité des pneus, la masse) et que les conditions routières sont imprévisibles (ex. variation du coefficient de frottement), le système de contrôle doit être robuste face à ces variations. Pour répondre à ce besoin, j’ai proposé d’utiliser une approche de contrôle H-infinity, qui prend en compte le modèle de référence et des pondérations cohérentes avec les objectifs de performance réels, ainsi qu’un contrôleur PID à gain variable basé sur la méthode H-infinity.

Des validations approfondies utilisant un modèle complet complexe de véhicule, ainsi que des tests expérimentaux en conditions de conduite critique, ont démontré l’efficacité de ce système de contrôle et confirmé ses améliorations en matière de maniabilité et de stabilité du véhicule. Ce bon travail a abouti à la création d'un brevet pour le schéma proposé.

Bien cordialement, 

Isabella Prando Manzini

Vous pouvez lire ci-dessous la présentation du prix PFE d'Eric DANESE. 

Prix PFE Eric Danese.pdf

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