L’agro-composite de chanvre/amidon est un nouveau matériau 100% végétal constitué d'amidon et de chènevotte. C’est un matériau durable pour la construction et le bâtiment. L'objectif principal de cette thèse est d’innover, développer et optimiser cet agro-composite ainsi que ses propriétés mécaniques, acoustiques et thermiques. Dans ce travail, des essais expérimentaux sur le comportement mécanique, acoustique et thermique sont réalisées. Un liant particulier et innovant a été préliminairement testé et analysé afin de déterminer une composition optimale. Deux paramètres prépondérants de cette étude sont : le rapport chanvre/amidon (C/A) et la taille des particules de chènevotte. Différents mélanges de particules de chènevotte 0-20 mm, 0-15 mm et 0-5 mm sont donc étudiés en faisant varier le rapport de chènevotte/amidon (C/A) de 6, 8, 10, 12 à 14. La comparaison et l’analyse des résultats permet de mettre en lumière l’influence de chacun des paramètres sur les caractéristiques de notre agro-composite chanvre/amidon. Les agro-composites chanvre/amidon avec des mélanges de particules de chènevotte 0-5/0-15 mm et 0-5/0-20 mm, montrent qu’il existe une formulation qui permet d’obtenir un comportement mécanique optimal, un meilleur comportement acoustique et un excellent comportement thermique. / The hemp/starch agro-composite is a new material consisting of 100% vegetal starch and hemp shives. It is a durable material for building and construction. The aim of this thesis is to innovate, develop and optimize the agro-composites and those properties mechanical, acoustic and thermal behavior. In this work, experimental tests on the mechanical, thermal and acoustic behavior have been carried out. A particular and innovative binder has been preliminarily tested and analyzed in order to determine optimum composition. Both parameters studied are: hemp/starch (C/A) ratio and size of hemp shives. Various mixtures of hemp shives 0-20 mm or 0-15 mm with 0-5 mm were studied by varying the hemp/starch (C/A) ratio from 6, 8, 10, 12 to 14. The comparison and analysis of results allows making the obvious influence of each parameter on the characteristics of our hemp/starch agro-composite. The hemp/starch agro-composite with mixtures hemp shives 0-5/0-15 mm and 0-5/0-20 mm, show that there is a formulation that achieves optimum mechanical behavior, better acoustic behavior and excellent thermal behavior.

La modélisation du comportement vibroacoustique en flexion des structures sandwich est devenue aujourd’hui de plus en plus d’un grand intérêt dans les différents secteurs industriels. Cette tendance est principalement due aux propriétés mécaniques avantageuses des structures sandwich. L’un des principaux avantages de ce type de structures réside principalement dans le rapport rigidité-poids élevé. En revanche, acoustiquement la diminution de la masse du panneau avec une rigidité élevée conduit à un confort acoustique insatisfait. Pour cette raison, il y a une demande croissante pour des approches de modélisation du comportement vibroacoustique des structures sandwich avec une précision maximale. La présente thèse propose une approche méso-macro basée sur une méthode numérique pour la prédiction des caractéristiques dynamiques des structures sandwich. La méthode est principalement utilisée pour résoudre le problème de transparence acoustique considéré dans ce projet de thèse. Le travail présenté porte principalement sur la topologie du coeur du sandwich pour traiter le problème abordé. Le principal avantage du modèle proposé réside dans les effets du cœur prises en compte telle que l’effet du cisaillement et celle de l’orthotropie du panneau sandwich. L’approche de modélisation proposée est basée sur la méthode des éléments finis ondulatoire, qui combine la méthode des éléments finis classique et la théorie des structures périodiques. La structure sandwich a été modélisée comme un guide des ondes tridimensionnelles qui garde absolument les informations à l’échelle mésoscopique du panneau modélisé. La fréquence de transition définie la fréquence à laquelle le cisaillement du coeur devient important. Cette fréquence spéciale a été identifié via deux méthodes numériques. Une expression de transmission acoustique à travers un panneau sandwich a également été dérivée. Ensuite, une étude paramétrique a été menée dans le but de révéler l’effet des différents paramètres géométriques sur les indicateurs vibroacoustiques. / Prediction of the flexural vibroacoustic behavior of honeycomb sandwich structures in the low-mid frequency is nowadays becoming of high interest in different industrial sectors. This trend is mainly owing to the advantageous mechanical properties of the sandwich structures. One of the main advantages of this kind of structures lies principally in the high stiffness-to-weight ratio. Even though, acoustically the decrease of the panel mass with a high stiffness leads to an unsuitable acoustic comfort. For this reason, there is an increasing demand for approaches modeling the vibroacoustic behavior of the sandwich structures with a maximum accuracy. The present thesis deals with a meso-macro approach based on a numerical method for modeling the vibroacoustic behavior of sandwich structures. The modeling description is mainly used to address the acoustic insulation problem considered in the thesis. The presented work focuses on the topology of the sandwich core to treat the addressed problem. The main advantage of the proposed model is that it takes into account the core shear and panel orthotropic effects. The modeling approach suggested here is based on the wave finite element method (WFE method), which combines the standard finite element method and the periodic structure theory. The sandwich structure has been modeled as a tridimensional waveguide which holds absolutely the meso-scale information of the modeled panel. The transition frequency, which indicates the frequency at which the core shear becomes important, was identified via two different numerical methods. An expression of the acoustic transmission for an equivalent isotropic sandwich panel was also derived. A parametric study was then conducted with a goal of revealing the effect of the geometric parameters of the sandwich core on the vibroacoustic indicators.

Dans une application d’équipement automobile, la conception optimale d’un actionneur nécessite la prise en compte simultané des différents phénomènes physiques ; tant qu’en termes de performances attendues ainsi que les contraintes à respectées. Ces physiques comprennent la performance électromagnétique / électromécanique, comportement thermique et le comportement vibro-acoustique. En prenant en compte le coût et la faisabilité en matières de fabrications, la machine synchro-réluctante (Syncrel) à rotor segmenté a été démontré intéressante pour une application avec des fortes contraintes d’encombrement et thermique. Cette étude a donc pour objective d’évaluer la capacité de la machine Syncrel dans ces différents physiques et démontre les interactions entre eux, qui peuvent affecter les performances de la machine en fonctionnement. Des modèles multi-physiques ont été développés et validés en utilisant une machine prototype conçu précédemment pour un actionneur d’embrayage électrique. En se servant des modèles validés, différents critères de performances des différentes topologies de rotor de la machine Syncrel ont été aussi comparés. A l’issue de l’étude, les modèles électromagnétiques, électromécaniques, thermiques et vibro-acoustiques valides sont à nos dispositions pour être utilisés dans la conception de machine Syncrel en future. La machine Syncrel avec rotor segmenté a été démontrée capable pour être utilisé dans l'application de l'embrayage électrique étudié en particulier. Suite à des évaluations de performance en physique différente, des pistes d'améliorations ont également été proposées. / In an on-board automotive environment, machines optimal design requires simultaneous consideration of numerous physical phenomena; both in terms of expected performance or in terms of constraints to be respected. The physics that can be affected includes the electromagnetic / electromechanical performance, thermal behavior and vibro-acoustic behavior. Among a large choice of machine, with the manufacturer cost and manufacturing concern taken en into account, the synchronous reluctance machine with segmented has been found to be particularly interesting for application with severe ambient temperature and encumbrance limitation. This study has therefore as objectives to evaluate the capacity of the synchronous reluctance machine in ail physics mentioned and eventually shows the interaction between these physics, thus performance alteration of the machine in operated in the automobile equipment environment. Multi-physics model were developed and confronted to experimental validations using a prototype machine that was developed for an electrical clutch. Using the validated model, different performance figures of synchronous reluctance machines with different rotor topologies were compared. Resulting from the study, valid electromagnetic, electromechanical, thermal and vibro-acoustic models are now available to be used as tools in future machine design. The synchronous reluctance with segmented rotor prototype machine has been shown to be capable to be used in the electrical clutch application studied in particular. Following performance evaluations in different physics, suggestions of improvements have also been proposed.

Les structures assemblées par points de soudure doivent satisfaire à un grand nombre de critères de performance, portant entre autres sur des aspects statiques, dynamiques, acoustiques, ou crash, qui sont fortement influencés par le nombre et la position des points de soudure. De plus, certains d’entre eux peuvent être défaillants en sortie de ligne d’assemblage ou le devenir au cours de la vie du véhicule, ce qui induit des dispersions des performances. Le challenge est donc de déterminer, dans un temps d’analyse raisonnable, le nombre et la répartition optimale des points de soudure permettant la vérification des objectifs de performance tout en garantissant le meilleur compromis entre le coût de fabrication et la robustesse des performances. Une procédure adaptative est proposée, permettant à chaque itération d’ajouter et de supprimer des points de soudure, afin d’obtenir une conception robuste. Une procédure itérative de robustesse info-gap est également présentée, afin d’analyser l’impact de la perte des points de soudure les plus influents. On définit ainsi une procédure de contrôle qualité, portant sur un petit nombre de points de soudure, permettant de garantir l’homogénéité des performances des structures fabriquées en série. Toutes les méthodologies sont validées sur une caisse en blanc de véhicule industriel.En pratique, la conception doit satisfaire plusieurs critères antagonistes. La procédure adaptative est donc étendue à l’optimisation multi-objectifs, afin d’obtenir le meilleur compromis possible en fonction des critères considérés. Une illustration portant sur l’optimisation dynamique et vibro-acoustique d’une cavité passager est finalement mené / Spot welded structures must satisfy a large variety of performance characteristics including static, noise, vibration and harshness and crash, which are strongly influenced by the numbers and positions of the spot welds. Moreover, some spot welds may be missing when structures leave the assembly line or break during lifetime of vehicle, inducing large variations in the performance characteristics. The challenge is to find the best locations and number of spot welds to achieve the performance goals while taking into account the trade-offs between manufacturing cost and robust to uncertainty in reasonable time frame. An adaptive optimization procedure is proposed, which iteratively adds and removes spot welds to obtain the robust design efficiently. An iterative procedure is also proposed to obtain the info-gap robustness curve, which allows analyzing the impact of the loss of the most influential spot welds on performance. This leads to define a quality control procedure for a small number of spot welds to guarantee the performance of a population of nominally identical structures within acceptable limits. All the methodologies are validated on a full industrial body-in-white of a vehicle.In practice, the design must satisfy several stringent and conflicting objectives simultaneously. Thus, we extend the adaptive procedure to handle multi-objective problems using the weight-sum approach reflecting the importance given to individual spot welds to obtain efficient solutions in the objective space. Finally, we propose a strategy to optimize the vibro-acoustic behavior of the passenger cabin of a vehicle by designing the numbers and positions of the spot welds.