10/07/2015 - 10H30 - amphithéâtre Emilie du Châtelet - ESSTIN

"Identification de coefficients aérodynamiques à partir de données de vol libre"

(Thèse Marie ALBISSER)

Résumé :
L'utilisation des coefficients aérodynamiques pour caractériser le comportement d'un objet en vol libre demeure un sujet de recherche parmi les plus complexes et les plus étudiés dans le domaine de la balistique extérieure. Actuellement, plusieurs méthodes expérimentales ou théoriques permettent de quantifier les coefficients aérodynamiques d'objets. La présente étude analyse l'identification des coefficients aérodynamiques à partir de données obtenues lors d'essais en vol libre. La détermination des coefficients aérodynamiques basée sur des mesures de vol libre et des techniques d'identification de systèmes demeure une tâche complexe et ambitieuse pour des objets en vol tels que des corps de rentrée dans l'atmosphère, des drones ou des munitions. Ceci est principalement causé par la structure non linéaire du modèle mathématique décrivant le comportement de l'objet en vol, l'absence de signal d'entrée, les conditions initiales des variables d'état inconnues et la dépendance non linéaire des coefficients aérodynamiques en plusieurs variables d'état. Dans ces conditions, l'estimation de paramètres doit être menée avec rigueur. Cette étude vise à modéliser, définir ainsi que maîtriser les techniques d'identification de paramètres les plus adaptées au problème qu'est la détermination des coefficients aérodynamiques. Le travail de thèse a été dédié au développement d'une procédure d'identification pour la détermination des coefficients aérodynamiques à partir de mesures de vol libre et a été testée pour deux cas d'application : un corps de rentrée dans l'atmosphère et un projectile stabilisé par empennage. Cette procédure nécessite plusieurs étapes telles que la description du comportement d'un objet en vol libre sous la forme d'un modèle non linéaire en représentation d'état, la description polynomiale des coefficients aérodynamiques en fonction du nombre de Mach et de l'incidence, les analyses d'identifiabilité a priori et a posteriori suivies de l'estimation des paramètres. De plus, dans le but d'augmenter la probabilité que les coefficients caractérisent l'aérodynamique de l'objet pour l'ensemble des conditions d'essais et d'améliorer la précision des coefficients estimés, une stratégie ``multiple fit" a été appliquée. Cette approche fournit une base de données de coefficients aérodynamiques, qui sont déterminés à partir de plusieurs séries de mesures analysées simultanément, afin de décrire le spectre le plus complet du mouvement de l'objet.

Jury :
- Rapporteurs :	Franck Cazaurang, Université de Bordeaux
	Guillaume Mercère, Université de Poitiers
- Autres membres :	Edouard Laroche, Université de Strasbourg Lionel Marraffa, Agence Spaciale Européeenne Hugues Garnier, Université de Lorraine Claude Berner, Institut franco-allemand de recherches de Saint-Louis Magalie Thomassin, Université de Lorraine Simona Dobre, Institut franco-allemand de recherches de Saint-Louis