Modélisation et réduction des impacts environnementaux des procédés d'usinage / Modeling and re[...]

Dans les secteurs de l'aéronautique ou de l'automobile, l'usinage reste une opération clé du processus de fabrication d'une pièce mécanique. L'optimisation des paramètres de coupe s'est jusqu'alors principalement focalisée sur la géométrie de la pièce et son état mécanique, ou sur la productivité. Face aux enjeux actuels, de plus en plus de secteurs manufacturiers intègrent les préoccupations environnementales comme critère d'optimisation ou de choix. Pour répondre à ces enjeux et permettre une diffusion et une utilisation larges, les logiciels de fabrication assistée par ordinateur (FAO) doivent désormais intégrer ces nouvelles priorités.

Les travaux réalisés à l'Université de Bordeaux dans ce domaine ont permis des avancées significatives dans la modélisation des indicateurs environnementaux pour les procédés d'enlèvement de matière. La construction et l'optimisation d'indicateurs doit se poursuivre dans un champ d'application plus vaste (paramètres opératoires, matériaux usinés, etc.) et toujours dans une approche multicritère.

Le but de cette thèse est d'étendre ainsi les derniers développements sur le sujet selon les axes suivants :

1. Proposer une évaluation des indicateurs environnementaux basée sur une modélisation au plus proche du processus de coupe, en intégrant le caractère discontinu de la coupe ou la variabilité des paramètres opératoires. Il s'agira également de valider et étendre l'approche à d'autres procédés d'usinage.
2. Compléter les approches expérimentales actuelles pour caractériser les sources de consommation avec davantage de précision. L'objectif est double :
1. d'une part, améliorer la précision des mesures expérimentales liées aux consommations des procédés d'usinage (outil, lubrification et énergie électrique) ;
2. et d'autre part, créer une base de données fiable pour un champ d'application étendu.
3. Intégrer les modélisations dans des solutions logicielles de fabrication assistée par ordinateur (FAO) pour explorer différentes configurations d'usinage et des stratégies complexes. Le travail consistera à tester la méthodologie développée dans le choix des paramètres opératoires pour un même procédé, mais aussi à comparer différents procédés. L'objectif ici est de permettre aux utilisateurs de FAO de bénéficier d'un outil complet prenant en compte l'ensemble des paramètres disponibles dans les logiciels de FAO (outils coupants, conditions de coupe, stratégies d'usinage, géométries complexes, conditions de lubrification, etc.) comme une aide dans son choix lors de la définition des paramètres opératoires.

Les résultats attendus de ces travaux visent à fournir des outils précis et fiables pour modéliser l'impact environnemental des procédés d'enlèvement de matière. Ils visent également à offrir une nouvelle approche pour orienter les décisions opératoires de l'usinage afin de proposer des stratégies ou méthodologies de fabrication à l'échelle de l'opération et de la pièce minimisant l'impact environnemental tout en étant économiquement viable.

Début de la thèse : 01/10/2025

Funding category: Autre financement public

ANR

Le(La) candidat(e) devra avoir un goût prononcé pour la globalité du champ du Génie Mécanique. Une attention particulière sera néanmoins portée sur ses connaissances dans le domaine des procédés d'obtention de pièces. Il (elle) devra également avoir une appétence particulière pour les sciences expérimentales et les approches théoriques. Pour mener ces travaux, des connaissances dans la gestion de projet seront également appréciées.