OS Productique

Modélisation technico-économique des Systèmes de Production - Responsables : Guy DOUMEINGTS et Bruno VALLESPIR

L'objectif est le développement de concepts, d'outils théoriques et de méthodes pour modéliser les systèmes de production en vue de leur conception et de l'analyse de leurs performances. Le modèle générique et global des systèmes production, GRAI, constitue la base de réflexion. Les travaux récents portent sur l'approfondissement des concepts théoriques, la liaison produit/process, la dynamique de conduite. Le modèle GRAI a été étendu vers les niveaux de prise de décision, à long terme (Plan Stratégique Industriel), et à très court terme (Temps Réel). D'autres directions de recherche concernent : l'application à la conduite de la conception de produits et à la production de services ; la gestion de l'évolution des entreprises ; l'évaluation économique des projets productiques.

- Conduite des Systèmes de Production et Aide à la Décision - Responsables : Jean-Paul BOURRIERES et Christian BERARD

Cette thématique est centrée sur les modèles et les méthodes d'exploitation des systèmes de production. Un premier objectif est de produire une modélisation unifiée de la problématique de conduite en faisant émerger les primitives génériques de décision dans les différents niveaux de conduite (niveau machine, pilotage d'atelier, gestion de production multisite). Cet axe est abordé par la théorie des graphes et les théories analytiques des SED (Systèmes à Evénements Discrets). Un deuxième objectif est la modélisation des rapports de l'homme avec le système d'information en situation d'exploitation pour définir une démarche coopérative de pilotage. Enfin des travaux nouveaux sont initialisés dans le domaine de la gestion de la qualité et du recyclage, en synergie avec la thématique précédente.

- Analyse des Dysfonctionnements des Systèmes - Responsable : Yves DUTUIT

Le premier axe de recherche développé ici concerne la modélisation des systèmes et l'évaluation de leurs performances en termes de sûreté de fonctionnement. Le second est centré sur l'ergonomie et, plus particulièrement, sur l'activité des acteurs impliqués dans les processus de conception et celle des préventeurs.

TRANSFERTS EN MILIEUX FISSURES

De nombreuses structures du génie civil ont pour objectif de réaliser l'étanchéité entre deux milieux, on peut citer par exemple :

- Les containers et structures de stockage de déchets,

- Les canalisations,

- Les enceintes de réacteurs nucléaires,

- Les barrages.

Les progrès effectués récemment dans les calculs de structures en béton, l'utilisation de modèles de comportements sophistiqués et de calculateurs puissants permettent d'obtenir actuellement des résultats satisfaisants dans les prédictions de la tenue mécanique de ces structures et ceci même dans le domaine non linéaire allant jusqu'à la ruine. Les écoulements ou transferts peuvent se produire :

a) Dans la porosité du matériau. La porosité du matériau existe dans son état initial et est modifiée par son endommagement (microfissuration). Les connaissances actuelles permettent de faire des simulations pour des milieux poreux dont les caractéristiques sont constantes .Ces calculs deviennent très complexes lorsqu'on considère que le domaine n'est pas saturé (le liquide n'occupe pas toute la porosité).

b) Dans les fissures crées lors de leur fabrication ou de leur utilisation.

Les modèles utilisés pour simuler des écoulements dans les fissures ne permettent pas actuellement d'obtenir de résultats satisfaisants et un rapprochement entre mécaniciens et mécaniciens des fluides est nécessaire pour étudier de plus près ce problème. Les objectifs que nous nous sommes donnés sont :

- Modéliser finement les phénomènes par des approches numériques et sur des bases expérimentales afin de mieux les appréhender.

- Améliorer et développer les méthodes existantes dans le domaine du transfert et de l'écoulement en milieux fissurés.

- Développer de nouvelles méthodes appliquées aux transferts de liquides, vapeur, gaz, aérosols et liquides chargés.

REACTIVITE ET TRANSFERT DANS LES MILIEUX NATURELS

Les axes de recherche abordés dans le cadre de ce thème utiliseront les développements instrumentaux pour décrire et comprendre la nature des réactions chimiques, microbiologiques et biologiques qui contrôle les flux de transfert des métaux dans les différents compartiments de l'écosystème. Plusieurs approches (expérimentation en laboratoire, campagnes de terrain) nécessairement réductionnistes seront menées en parallèle :

1. Expérimentation en laboratoire

2. Etudes de terrain

METAUX ET BIO-MOLECULES. METALLOCOMPLEXES DANS LE VIVANT

Le vivant est la composante essentielle de l'environnement. La plupart des études dans la chimie atmosphérique, aquatique ou dans le domaine de la physico-chimie des sols pollués n'aurait jamais eu lieu si la pollution anthropique ou naturelle n'affectait pas les différents compartiments biologiques et l'environnement jusqu'aux organismes les plus élevés dans les réseaux alimentaires et ainsi plus particulièrement l'homme. Les problèmes posés par la dispersion des métaux dans l'environnement concerne donc tous les maillons des réseaux alimentaires notamment au travers des phénomènes de bioaccumulation et des stratégies de détoxication mis en place. Ainsi, le concept de recherche en chimie de l'environnement intègre le développement des connaissances qui permettent de comprendre les voies de transferts et stratégie de stockage dans les organismes que l'on retrouvera finalement dans notre assiette (ex. produits d'origine marine, céréales).Ce concept est une des lignes directrice de recherche reconnue dans l'axe chimie environnement du V Programme cadre de la CEE.

Le thème: Métaux et Biomolécules conforte une discipline de recherche en cours de développement rapide à l'interface de la chimie analytique des éléments à l'état de traces et de la biochimie analytique - chimie analytique bioinorganique (ou chimie bioinorganalytique). Elle a pour objectifs la détection, l'identification et la caractérisation des complexes des métaux avec des molécules naturelles (biomolécules). La chimie bioinorganalytique est une science d'exploration au sens propre du terme. Contrairement à la chimie analytique et à la spéciation classique, des étalons ne sont pas disponibles, la plupart des formes chimiques présentes dans les organismes vivants n'ayant pas encore été découvertes.

Excepté quelques systèmes bien connus (ex. complexes des protéines avec Cu, Zn, ou Fe), l'identité de la plupart des complexes omniprésents dans le vivant est loin d'être connue faute de techniques analytiques qui combineraient une spécificité à l'égard d'une espèce chimique et une limite de détection bien au dessous de 0.1 ?g g-1. Le but des recherches est l'évaluation de techniques analytiques de nouvelle génération, bi- ou multi dimensionnelles, basées sur le couplage des différentes techniques chromatographiques (HPLC, electrophorèse capillaire) avec la spectrométrie de masse, atomique (ICP) et moléculaire (ESI), pour l'identification et la caractérisation de la complexation des métaux dans le vivant. Les domaines ciblés dans un premier temps sont la biota environnementale et l'agroalimentaire, à travers des collaborations avec les biologistes, écotoxicologues et nutritionnistes.

ETUDE DES DIELECTRIQUES, PRINCIPALEMENT GAZEUX (AIR, SF6, N2, MELANGES)

Le L.G.E. travaille, depuis plus de vingt ans, sur la tenue diélectrique des isolants gazeux (air, SF6, azote, mélanges,....). Concernant l'air, des essais portant sur des distances inter-électrodes allant jusqu'à 17m (collaboration Pau - centre des Renardières EDF) ont permis d'atteindre une bonne connaissance de la décharge, que ce soit sous polarité positive (tenue diélectrique des éléments du réseau de distribution) que négative (simulation de la foudre). Le SF6 a également été étudié jusqu'à des pressions de 8bars; pour des raisons écologiques, on s'intéresse actuellement à des mélanges de substitution.

Des études beaucoup plus ciblées portant sur des disjoncteurs, des isolateurs, des traversées HT, des paratonnerres, etc..., ont été effectuées, à la demande, pour des industriels.

PUISSANCES PULSEES : GENERATEURS, COMMUTATEURS; APPLICATIONS

Les activités du LGE dans le domaine des hautes tensions l'ont conduit à s'intéresser aux fortes puissances pulsées et plus précisément à leurs applications industrielles liées à l'environnement. Parmi celles-ci, citons le traitement des déchets par décharges couronne hors équilibre et la pulvérisation de matériaux par décharges électriques (Plasma Blasting Technology). Pour mener à bien ce type d'études, il est nécessaire de maîtriser, dans le domaine des transitoires rapides, les technologies relatives aux générateurs H.T. et aux commutateurs de puissance.

Les spécificités que présente l'onde de tension au niveau de son temps de montée, de sa largeur à mi-hauteur et de sa fréquence de répétition, impliquent d'adapter le générateur aux exigences fixées. Le laboratoire a ainsi développé différents types de générateurs H.T. (générateurs de Marx, Blumlein, Pichugin, Transformateurs à lignes de Transmission) qui possèdent des caractéristiques complémentaires. Ces générateurs ont été mis au point, soit pour répondre à nos propres besoins, soit dans le cadre de contrats industriels (Thomson, C.E.A.,...).