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Table des matières

Remerciements

Introduction

1 Activités à PSA1.1 L'entreprise PSA .1.2 Le service PSAjDTIjDRIAjDSTFjMSMX1.3 Descriptif de la mission .1.4 Projets et études .

1.4.1 Première approche du dimensionnement fiabiliste1.4.2 Étude approfondie de signaux

1.5 Démarches et méthode de travail . . . . . . . . . . . . .1.6 Projets à venir .

1.6.1 Analyse de la sensibilité à la correction de Gerber.1.6.2 Prise en compte de la durée de vie effective des véhicules.1.6.3 Prise en compte des changements de main .

2 Activités à PUTC2.1 Position à l'UTC, mission et UVs retenues2.2 Critères de choix des UVs ....2.3 Démarches et méthode de travail2.4 Analyse de la mission à l'UTC

3 Liens PSA - UTC3.1 Influence des missions PSA à l'UTC3.2 Influence des missions UTC chez PSA

Conclusion

1

2

33344457999

10

1111111212

141414

15

Remerciements

Je remercie tout d'abord M. Laurent Rota pour m'avoir accepter chez PSA et dans leservice MSMX.

Je remercie ensuite mes maîtres d'apprentissage, Mme Ida Raoult et M. Benoit Delattrepour leur attention et leur pédagogie. Je les remercie de me confier des études riches etintéressantes, en accord avec mes connaissances et mes capacités, et d'avoir toujours prisle temps de répondre à mes questions. Je remercie également tous les autres membres duservice pour leur accueil, leur encadrement et les conseils qu'ils m'ont fournis durant cettepremière période d'alternance.

Je remercie mon tuteur UTC M. Frédéric Druesne pour le suivi de mes projets au seinde l'entreprise et pour les conseils qu'il m'apporte.

Enfin, je remercie toutes les personnes que j'ai contactées et rencontrées, qui ont bienvoulu m'assister dans mes recherches et mes études.

La bonne ambiance et la sympathie régnant au sein du service m'ont fait découvrir unevision intéressante et instructive de la Recherche industrielle, et contribuent à faire de mespériodes d'entreprise un réel plaisir.

1

Introduction

Le diplôme d'ingénieur de l'UTC dans lequel je suis engagé se fait en alternance dansl'entreprise de notre choix pour un contrat d'apprentissage de trois ans. Cette formation estl'occasion d'être confronté à notre futur métier et d'appliquer nos enseignements en condi­tions réelles. Étudiant en Génie Mécanique et personnellement passionné par l'automobile,j'ai l'opportunité d'avoir été intégré au sein de l'entreprise PSA Peugeot Citroën.

Mon apprentissage s'effectue au sein de la DSTF (Direction Scientifique et Technolo­gies Futures), et plus particulièrement dans le service MSMX (Mécanique des Solides etMatériauX), situé à Vélizy-Villacoublay.

La formation est décomposée en deux périodes, dont la taille évolue dans le temps. Lapremière se passe à l'UTC, où nous développons notre culture théorique et nos méthodes detravail. La seconde se passe en entreprise, et est consacrée à l'acquisition de connaissancescomplémentaires et à la réalisation de projets. Le temps passé en entreprise est progressif,avec une première année essentiellement consacrée à l'UTC.

Dans un premier temps, l'objectif de cette alternance est d'assimiler les méthodes detravail, les produits et le mode de fonctionnement de l'entreprise et du service, pour évoluervers une prise progressive d'autonomie et de responsabilité. La suite logique est de menerà terme un ou plusieurs projets, en relation avec nos enseignements à l'UTC.

Ce document a pour but de présenter la première année de formation en alternance.Dans un premier temps, je présenterai la société PSA, le rôle et les activités du serviceainsi que ma mission. Je développerai par la suite une partie des travaux effectués à PSAdurant cette première année, en me focalisant sur mes démarches et méthode de travail.J'effectuerai enfin une description similaire sur mes résultats à l'UTC, en terminant parl'analyse des liens entre les deux environnements.

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1 Activités à PSA

1.1 L'entreprise PSA

Le groupe PSA Peugeot Citroën est aujourd'hui le 2e constructeur européen avec unepart de marché de 13,8%, et le numéro 1 français. La collaboration entre les deux marques,initiée en 1976, s'est progressivement intensifiée. L'unification des différents appareils tech­niques, industriels, administratifs et financiers, opérationnelle depuis 1998, a été une étapeimportante de cette coopération.

Aujourd'hui, la stratégie de croissance du groupe repose sur ce principe fort : tout enconservant un style et un univers propre à chacune des deux marques, les outils utiliséspour leur développement restent les mêmes. De plus, Peugeot et Citroën s'adressent à uneclientèle aux attentes différentes en termes de conduite et d'esthétique. Cette politiquepermet donc aussi au constructeur de couvrir un large panel d'utilisateurs.

PSA Peugeot Citroën, c'est 3 260 000 véhicules vendus dans le monde et un chiffred'affaire de 54,4 milliards d'euros. L'entreprise emploi 201 690 personnes dans plus de 150pays. Elle possède le leadership environnemental avec près d'un million de véhicule vendusémettant moins de 130g de CO2 par km, et le leadership du marché des véhicules utilitaireslégers.

La politique du groupe suit trois ambitions principales : un groupe plus mondial, ungroupe à l'avant-garde des produits et des services et un groupe référence en matière d'ef­ficacité.

Le développement du groupe PSA Peugeot Citroën repose sur deux idées fortes: l'in­novation (sécurité, environnement, style... ) et l'ouverture à l'international.

1.2 Le service PSA/DTI/DRIA/DSTF /MSMX

L'organigramme dans lequel je me trouve peut se représenter sous la forme suivante:

PSA : Peugeot SADTI : Direction Technique et Industrielle

DRIA : Direction de la Recherche et de l'Ingénierie AvancéeDSTF : Direction Scientifique et Technologies Futures

MSMX : Mécanique des Solides et MatériauX

DTI : Regroupe à PSA toutes les activités de fabrication, de conception et de recherche,DRIA : Dévoué à l'activité de recherche, la DRIA a pour charge, entre autre, d'alimenterles projets «véhicule» en innovations.

La DSTF propose la stratégie de recherche et les travaux à conduire dans le programmescientifique de PSA. Elle assure l'acquisition et la maîtrise des connaissances scientifiquesnécessaires à ses activités.

Dans le cadre des missions de la DSTF et en réponse aux enjeux stratégiques de PSA,le service MSMX assure le développement et la maîtrise des connaissances scientifiques,dans le domaine de la mécanique des structures et des thématiques matériaux associées. Lamission de l'entité est d'explorer les technologies en rupture qui pourraient avoir un avenirdans le produit automobile. Elle prépare les méthodologies à fort contenu scientifique et

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leur introduction pour contribuer aux évolutions futures de l'automobile. Plus générale­ment, l'entité permet une constante augmentation des connaissances scientifiques de PSAdans son domaine de compétence, la mécanique des structures.

Pour pouvoir bénéficier de toute l'expertise nécessaire à chaque organe, MSMX estcomposée de trois pôles spécialisés dans le domaine du crash, de la vibroacoustique et dela tenue en service. Ce dernier, dont je fais partie, se décompose en deux équipes: l'unes'occupant des pièces fonctionnant à chaud, l'autre à froid. Le rôle de ces deux équipes estd'apporter aux métiers (concepteurs, ingénieurs d'essais, ... ) une expertise dans le domainede la fatigue, de la rupture, de l'endommagement et plus généralement de la fiabilité desstructures.

L'entité possède une politique de partage et de formation très développée garantie,d'une part, par les réunions de service où les différents acteurs exposent leurs travaux, et lesRéseaux de Compétences qui visent à animer les travaux «amont» du groupe PSA autourde thèmes scientifiques variés et, d'autre part, par l'embauche de nombreux stagiaires,apprentis et thésards.

1.3 Descriptif de la mission

Au sein du service PSA/DTI/DRIA/DSTF/MSMX, ma mission s'articule autour deméthodes pour le dimensionnement en fatigue de structures automobiles, dont les activi­tés principales vont évoluer au cours de la période d'apprentissage. L'objectif général estd'améliorer ces méthodes, notamment en évaluant leur domaine de validité grâce à leurapplication dans des cas concrets (type simulations numériques de type «traitement dusignal» et «calculs par éléments finis» ).

Cette mission doit me permettre d'acquérir de solides connaissances théoriques en mé­canique du solide et en fatigue. Cela passe, entre autres, par la maîtrise des outils dedimensionnement de type calcul numérique (Scilab, Glyphworks) et calcul par élémentsfinis (Abaqus).

1.4 Projets et études

1.4.1 Première approche du dimensionnement fiabiliste

Mes premières périodes en entreprise ont été axées sur la compréhension et l'analysede la filière de dimensionnement ID à la fatigue polycyclique et sur la prise en main dulogiciel de calcul numérique Scilab.

Brève description de la méthode de dimensionnement fiabiliste: Le dimension­nement des composants automobiles chez PSA est réalisé de façon à garantir une certainefiabilité en clientèle. Par conséquent, l'objectif de la méthode de dimensionnement fiabi­liste est de fournir aux concepteurs (calcul et essai) un outil permettant de garantir quela probabilité de défaillance d'un organe ou d'une pièce reste inférieure à une valeur seuilacceptable, très faible. Nous introduisons donc un risque de rupture en clientèle, ou plusgénéralement une probabilité de défaillance. Cela a pour conséquence:

- la mise en place d'une méthode de calcul de ce risque,- la définition de spécifications (sollicitations et critères d'acceptation) cohérentes avec

ce risque,

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- la mise en place de procédures de calculs et d'essais permettant de garantir que lerisque de défaillance reste inférieur au seuil admissible.

L'approche fiabiliste permet de s'affranchir des anciens «coefficients de sécurité» quis'appuyaient sur des démarches empiriques, qui pouvaient manquer de robustesse ou menerà un surdimensionnement aujourd'hui trop coûteux.

Cette méthode, nommée méthode «Contrainte - Résistance» [17], s'appuie sur la connais­sance de deux variables statistiques (deux distributions de type Gaussiennes) que sont lasévérité des clients et la résistance des pièces. La seconde variable est relativement acces­sible au travers d'essais mécaniques, mais la première nécessite des enquêtes clientèles dontl'analyse doit permettre de quantifier la sévérité.

Dans le cadre du dimensionnement à la fatigue, cette sévérité est déterminée grâce àun «équivalent fatigue», qui permet d'interpréter les signaux mesurés en clientèle du pointde vue du dommage qu'ils provoquent. La méthode développée à PSA permet schéma­tiquement de représenter l'ensemble des sollicitations induites par un client tout au longde la vie du véhicule par un unique scalaire : l'amplitude en effort d'un signal sinusoïdalrépété un million de fois, appliqué sur un banc d'essai et reproduisant un endommagementéquivalent [16,4].

ScHab: Scilab est un logiciel de calcul numérique scientifique qui fournit un puissantenvironnement de développement pour les applications scientifiques et l'ingénierie. C'estun logiciel distribué librement sur Internet depuis 1994. Il est actuellement utilisé dans lesentreprises, la recherche et l'enseignement dans le monde entier. Développé depuis 1990par des chercheurs de l'INRIA et de l'ENPC, il est développé par le Consortium Scilabdepuis mai 2003, Consortium développé et maintenu par l'INRIA jusqu'en juillet 2008,puis depuis par la Fondation de coopération scientifique Digiteo. Il est disponible pourWindows, Mac OS X, Linux et BSD.

La syntaxe et les possibilités offertes par Scilab sont similaires à celles de Matlab, maisles deux logiciels ne sont pas compatibles, bien qu'un traducteur de Matlab vers Scilabexiste.

Des tutoriaux m'ont été fournis afin que je puisse me former à ce logiciel. Une fois lesbases acquises, j'ai pu analyser tout un ensemble de fonctions utilisées dans la méthodede dimensionnement fiabiliste et codées sous Scilab, pour ensuite créer mes propres algo­rithmes de traitement. Dans le cadre de mon étude, l'ensemble des résultats a été obtenusous Scilab.

D'autre part, en parallèle de mon apprentissage de Scilab, j'ai pu découvrir les logicielsMatlab (calcul numérique), Glyphworks (analyse de données d'essais) et 1l\1EX(compositionde documents) .

1.4.2 Étude approfondie de signaux

A partir de l'intersemestre, j'ai pu mettre en application mes nouvelles connaissances,créer une série de programmes sous Scilab et débuter ma première étude: le traitement dedonnées véhicule. Ce traitement de données consiste à étudier la pertinence de certaineshypothèses et lois physiques utilisées dans la méthode de dimensionnement et de leur do­maine d'utilisation. Voici à titre indicatif la formulation mathématique des principales lois

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utilisées:

- linéarité des contraintes,a = Kj.F

- loi de Basquin,K.N.am = 1

- loi du cumul d'endommagement de Miner,

D = """' niLJN

i Z

- loi de Gerber.aa

aa,m=O = -1-------,-(-'=a-m ---')-;C2aTm

(1)

(2)

(3)

(4)

Comme expliqué dans le paragraphe 1.4.1, la distribution des sévérités se crée à partirdes équivalents fatigue de chaque client.

Les signaux utilisés sont des signaux de déformations en fonction du temps, issus d'essaissur piste ou d'essais clientèles. Ces signaux sont traités via un algorithme de comptageRaifiow [1] qui décompose le signal en cycles de contraintes, caractérisés par leur moyenneet leur amplitude. Lors du calcul de l'équivalent fatigue, nous utilisons la loi de Basquin(Eq. 2), définie pour des cycles à moyenne nulle. Pour prendre en compte l'effet de lamoyenne des cycles sur l'endommagement du signal, nous corrigeons chaque cycle grâce àla loi de Gerber (Eq. 4), extrapolée à tout signal sinusoïdal.

Cette loi nous amène à créer la notion de structure idéale. Pour résumer, la structureidéale [8, 6] est la pièce fictive qui va casser exactement à la fin du signal (i.e. pour un en­dommagement D égal à 1 (Eq. 3)). Nous n'obtenons plus ainsi une distribution d'équivalentfatigue, mais une distribution de résistance de pièces idéales.

La recherche de ces résistances nous donne des pièces travaillant dans des domainesoù la loi de Gerber n'est pas du tout définie, et donc potentiellement fausse. En effet, lacourbe de Gerber n'est définie que pour les cycles dont l'amplitude corrigée correspond à lalimite d'endurance de la pièce. Or nous extrapolons cette loi pour corriger absolument tousles cycles. De plus, théoriquement, nous pouvons nous retrouver dans des cas où un cycledu signal va dépasser la limite à rupture de la pièce idéale (dans le cas des «coups forts»,cycles à forte amplitude et / ou forte moyenne). Elle n'a ainsi plus aucun sens physique,car une telle pièce casserait par rupture monotone avant la fin du signal.

La problématique est donc la suivante: en pratique, la loi de Gerber est-elle vraimentutilisée loin de son domaine de validité? Est-il nécessaire d'apporter cette correction (etdonc d'utiliser la notion de structure idéale) ? A-t-elle une infiuence non négligeable sur lecalcul des équivalents fatigue?

Mon objectif a été ainsi d'étudier, à partir de signaux réels, la position de la distributiondes cycles de contraintes réellement subies par une pièce par rapport aux caractéristiquesmatériau et à la courbe de Gerber, et calculer les équivalents fatigue avec et sans correctionde l'amplitude par la moyenne. Au terme de cette analyse, je dois comparer ces équivalentset me prononcer sur l'utilité de la correction.

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1.5 Démarches et méthode de travail

Dans un premier temps, je me suis consacré à la compréhension de la méthode dedimensionnement fiabiliste. Par compréhension, j'entends: ses origines, sa raison d'être,ses domaines d'application, sa structuration, les hypothèses qu'elle comporte, ses limites...Cela s'est fait via de nombreux documents PSA [13, 11, 15] et des rapports de stagesantérieurs [2]. Dans un souci de pérennité des informations que j'ai accumulées, j'ai réaliséun ensemble de fiches récapitulatives portant aussi bien sur cette méthode que sur les coursde fatigue. J'y ai placé tous les points que je considère essentiels (comme l'algorithmegénéral de la méthode fiabiliste, les hypothèses ... ) et ceux qui m'ont posé un problèmed'assimilation (la notion de structure idéale et les limites de la loi de Gerber). Je me suiségalement attaché à retrouver les formulations mathématiques du calcul d'endommagementet de l'équivalent fatigue à partir des lois utilisées. Cette démarche était encadrée par mesmaîtres d'apprentissage, qui n'hésitait pas à corriger mes erreurs et à approfondir les notionscritiques.

Les tutoriaux Scilab m'ont permis de prendre rapidement en main le logiciel, avec tou­jours un fort soutient de mes maîtres d'apprentissage. Après quelques programmes d'essai,j'ai pu aborder mes études de signaux client.

Ma méthode de travail est la suivante: Devant chaque question posée sur la méthodede dimensionnement, je prends le temps de poser l'algorithme général du test proposé surbrouillon. Les programmes sont ensuite calqués sur les équations issues de la mécanique.L'écriture du code en elle-même n'est pas compliquée, une fois les bases acquises. Cepen­dant, comment expliquer que les résultats de mon étude n'ont été obtenus que fin juillet?La réponse à cette question est contenue dans un aspect qui m'était flou: la corrélationessais / calculs.

En effet, obtenir des résultats est bien, mais en obtenir qui correspondent à une phy­sique, à une réalité, est mieux. C'est toute la philosophie de mon étude (et des projets demon service) qui repose sur ce principe: les résultats issus de la méthode fiabiliste se doiventd'être au plus près de la réalité. Ainsi, pour chaque programme créé, pour chaque morceaude code, je me devais de le tester sur un certain nombre de «données test» entièrementconnues, telles que des fonctions analytiques ou des matrices triviales.

A titre d'exemple, comment tester l'algorithme convertissant un signal de déformationsen matrice des contraintes? Le but est de vérifier que le signal converti est correct. Il a doncfallu créer un «signal test» de déformations dont le traitement donne une «matrice test»des contraintes connue. Ce «signal test» est un ensemble de 3 signaux correspondants à ladéformation subie par les 3 brins d'une rosette. Si nous faisons le choix de ne vouloir quedes contraintes dans la direction :t, nous cherchons à construire un signal de déformationstest qui fournit, une fois traité, une matrice de la forme:

O"ll

oo

Ç[= ) ( H)La solution est de prendre la loi de comportement (ici la loi de Hooke) pour déterminer,

à partir de la matrice des contraintes souhaitée, la matrice des déformations correspon­dante. De cette matrice des déformations, nous obtenons un système à 3 inconnues, dontles solutions sont les paramètres du «signal test».

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Plus globalement, j'essaie dans la mesure du possible de bien définir un problème avantde chercher à le résoudre. Cela passe par la formulation du problème, les entrées connues,les sorties souhaitées. L'exemple le plus parlant est ici la recherche d'un invariant scalaireissu du signal de contraintes le plus pertinent pour qualifier la sollicitation conduisant àl'endommagement par fatigue [14]. En effet, la quantité d'endommagement produite dé­pend du choix de cet invariant. Devons-nous prendre les contraintes principales maximalesà chaque instant t, les contraintes principales projetées sur une direction de référence, lescontraintes de traction d'une facette de référence? Quel est le critère de choix du plan deréférence? Dans le premier cas, le problème se posait sous la forme suivante:

Nous avons:La fonction «spec» de Scilab nous donne, à chaque instant t et sans ordre, deuxvaleurs propres (contraintes principales) et deux directions propres (directionprincipales) du tenseur des contraintes en contraintes planes.

Nous voulons :Suivre 2 directions matérielles el et e2 définies comme les deux directions

- -

propres du tenseur des contraintes à l'instant t = O.

Nous savons:La variation d'angle de el au cours du temps est continue. L'angle entre el ete2 est toujours de 90°. el peut correspondre à la contrainte maximale ou lacontrainte minimale à différents instants t.

Formulation du problème:Comment reconnaître el à partir de la matrice des vecteur propres donnée parla fonction «spec»? En d'autres termes: comment trouver l'angle entre el ete2 au cours du temps et comment suivre sa variation?

Au fur et à mesure de l'avancée de mon étude, la formulation correcte des problèmeset l'utilisation des «données test» est devenu un automatisme. Le programme de traite­ment des signaux a ainsi évolué vers son stade fonctionnel, tout en restant le plus flexiblepossible. De nombreuses options sont disponibles pour modifier simplement ses paramètresgrâce à des interfaces graphiques automatisées.

Cet aspect de perpétuel «test» est complété par l'aspect «interprétation des résultats».Les résultats peuvent correspondre au modèle mathématique, il faut cependant les relierau monde physique. Et ce lien n'a pas toujours été évident pour moi. Par exemple, le faitd'utiliser la notion de «structure idéale» dans la méthode de dimensionnement fiabilisteimpose un changement de physique, un changement de référence. Le lien entre équivalentfatigue avec et sans correction de Gerber n'est donc pas si évident. J'ai dû m'habituer à

une analyse systématique des résultats pour pouvoir en tirer les conclusions adéquates. Demême, l'algorithme et les résultats ne peuvent être validés que s'ils ont été certifiés «cohé­rents» sur plusieurs signaux d'origines différentes. Tout comme l'apprentissage de Scilabou l'assimilation de la méthode fiabiliste, la corrélation essais/calculs ou calculs/physiques'est faite sous l'égide de mes maîtres d'apprentissage lorsque nécessaire.

En cas de résultats a priori exacts du point de vue mathématique mais dont l'inter­prétation physique n'est pas sûre, nous nous tournons vers les métiers qui nous ont fournis

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les données d'entrée. Dans mon cas, les signaux utilisés proviennent d'essais sur bancsPSA. Les résultats issus des premiers calculs ne nous paraissaient pas correspondre à laréalité physique. En effet, une partie des signaux que je traite provient d'une traverse ar­rière en stade de conception, qui s'est fissurée lors d'essais de fatigue sur banc. Commentexpliquer qu'aucun des cycles calculés n'endommage la pièce? Que nous sommes loin deslimites d'endurance du matériau? Il s'est avéré que la position des rosettes analysées necorrespondait pas aux zones de fissure. L'analyse d'autres signaux a cependant fourni desrésultats en adéquation avec les essais. Ces points de rencontre sont très importants pourvalider la pertinence des résultats obtenus.

Enfin, la politique du service étant l'augmentation globale des connaissances et surtoutson partage, je participe aux réunions de service et aux Réseaux de Compétences PSA.Alors que les réunions ont pour but d'exposer l'avancée des travaux de chacun à toutel'équipe, le Réseau permet quant à lui de présenter aux différents métiers concernés parnos études (recherche, conception, production, essais ... ) les voies dans lesquelles nous nousengageons. C'est une réunion à double sens dans laquelle nous sommes à la fois acteuret spectateur et où les échanges sont nombreux. Ces deux rendez-vous ont été, et sonttoujours, très enrichissant et essentiels tant d'un point de vue méthodes et démarchesengagées que pour ma culture générale. C'est ici que je découvre, entre autre, les différentsaspects de la fatigue des structures. J'y présenterai à partir de l'automne prochain mestravaux et mes résultats.

1.6 Projets à venir

Mes premières études ont été fondées sur la loi de Gerber, ses limites, son impact sur lecalcul des équivalents fatigue et sa sensibilité aux «coups forts». Les prochaines porterontsur d'autres paramètres de la méthode fiabiliste, avec pour objectif premier de toujoursêtre au plus proche de la réalité.

1.6.1 Analyse de la sensibilité à la correction de Gerber

À la date du 22 Juillet, j'ai pu obtenir l'ensemble des équivalents fatigues calculéspour chaque signal, pour chaque contrat, pour chaque critère dans la base expérimentaledisponible. Une analyse préliminaire montre que l'équivalent fatigue est très peu sensibleà la correction de Gerber (des écarts de 10% au maximum ont été relevés entre les deuxmodes de calcul). Nous pourrions donc nous passer de cette correction, et par conséquentde la notion de structure idéale. Cependant, étant donnée sa complexité et celle du calculde l'équivalent fatigue corrigé, ces résultats sont encore sous réserve de validation. De plus,l'étude est en attente de nouveaux signaux issus d'une traverse arrière en cours d'essai.

1.6.2 Prise en compte de la durée de vie effective des véhicules

Actuellement, la méthode de dimensionnement fiabiliste est fondée sur des études PRE­VEC (pour PRÊt Véhicule En Clientèle), pour lesquelles PSA prête des véhicules à desclients sur une durée d'environ un mois. Le temps du prêt, un certain nombre de kilomètresest parcouru. Aujourd'hui, nous extrapolons ces données pour obtenir un endommagementéquivalent sur 240 000 km [18]. Cette valeur est fixe, et commune à tous les véhicules. Enréalité, selon son type, le nombre de kilomètres réellement parcouru par un véhicule donnéest variable. Les paramètres influant sur cette durée de vie effective sont nombreux: typede parcours, sévérité des clients, entretien du véhicule, accidents ... Nous possédons uneétude fournissant les informations nécessaires à la création d'une distribution des durées

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de vie réelles. L'étude consistera à prendre en compte cette distribution dans le calcul durisque de rupture en clientèle.

1.6.3 Prise en compte des changements de main

De la même manière, le calcul du risque de rupture en clientèle ne prend pas en compteles probabilités de changements de main. Actuellement, nous considérons qu'un seul clientest responsable de la totalité de l'endommagement du véhicule, que ce même client par­court l'intégralité des 240000 km. Or un véhicule n'est généralement pas conduit par uneseule personne. Par exemple, il peut être commun à toute une famille (mère, père, fils ... ).De même, lors de sa vente, le style de conduite du nouveau conducteur peut radicalementchanger par rapport à l'ancien propriétaire. Ces changements vont faire varier la forme dela distribution des sévérités clients, et notamment ses extrémités (queues de distribution).Le risque de rupture en clientèle étant calculé tel que la probabilité que la résistance dela pièce soit inférieure à la sévérité du client, il dépend fortement de ces queues de distri­bution. Cette étude visera à étudier l'influence des changements de main sur le calcul durisque de rupture.

Ces deux futurs projets feront moins appel à mes connaissances mécaniques qu'à mesconnaissances mathématiques. Il est très probable que des cours complémentaires à ceuxde l'UTC me soient donnés (statistiques, probabilités, distributions, convolutions... ) afinde me donner tous les outils nécessaires à l'obtention de résultats.

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2 Activités à l'UTe

2.1 Position à PUTC, mission et UVs retenues

Inscrit dans la branche Génie Mécanique de l'UTC, mon objectif est ici similaire àtous les autres étudiants : apprendre et accumuler un maximum de connaissances et deméthodes pour obtenir le titre d'ingénieur. Les UVs que j'ai retenues sont les suivantes,accompagnées de leur résultat et du nombre de crédit qu'elles rapportent:

Au semestre 1 (Automne 2008)MTll Révision d'analyse et d'algèbre A 6FQ01 Économie globale et maîtrise de la qualité E 6L001 Bases de la programmation C 6TN12 Bureau d'études l C 6LB13 Anglais niveau III C 4SI02 Communication professionnelle de l'ingénieur C 4SIl1 Expression orale - Parole publique B 4

Au semestre 2 (Printemps 2009)MQ02 Mécanique des solides déformables B 6MT09 Analyse numérique D 6MT12 Techniques mathématiques de l'ingénieur D 6GE37 Gestion de projet A 6LA21 Espagnol niveau l C 4LB14 Interculturalité appliquée aux pays anglophones D 4SAlI Pratiques théâtrales B 4

2.2 Critères de choix des UVs

Le choix des UVs ne s'est pas fait par défaut, à l'instar de nombreux étudiants UTCéens.En effet, les études et projets que m'ont confiés mes maîtres d'apprentissage nécessitent uneconnaissance théorique importante en programmation, en mathématiques et en mécaniquedes milieux continus.

Le premier semestre a ainsi été une remise à niveau mathématique (MTll) et informa­tique (L001). L'UV TN12 est une UV fortement recommandée, j'ai donc fait le choix dem'y engager dès le premier semestre. Quant à FQ01, l'UV nous étant imposée, la décisionne m'appartenait pas. Mon DUT Génie Mécanique et ma Licence de Conception m'ontdispensé de la mise à niveau en mécanique des poutres (MQ01).

Les UVs de langue (LB13) et de communication (SI02, SIl1) me semblaient intéres­santes, notamment pour la validation du niveau 3 d'anglais.

Pendant l'intersemestre, mes études chez PSA et des discussions avec mes maîtresd'apprentissage m'ont guidées vers un approfondissement nécessaire de mes connaissancesen mathématiques (intégrales, distributions, convolutions, analyse numérique) et en méca­nique (mécanique des milieux continus). Ma sélection d'UVs s'est donc faite naturellement,et en totale adéquation avec mes activités chez PSA.

J'ai tout de même souhaité continuer l'apprentissage de la langue anglaise et de saculture (LB14), et revoir mes bases d'espagnol (LA21).

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En prenant un certain recul, il me semble que les choix pour lesquels nous nous sommesmis d'accord (maîtres d'apprentissage, tuteur UTC et moi-même) ont été justes. Avec septUVs par semestre, les risques d'échec à l'une d'entre elle étaient naturellement élevés. Maismalgré un second intersemestre difficile, j'ai pu valider toutes mes UVs et appliquer unepartie de leur contenu chez PSA.

2.3 Démarches et méthode de travail

Le rythme de travail à l'UTC est complètement différent de celui adopté chez PSA. Ladémarche de travail et l'investissement que j'y consacre y est donc spécifique. Ma licenceen alternance m'avait déjà accommodé au changement de rythme entre l'université et l'en­treprise, ainsi qu'à l'absence de vacances. Mais si je devais résumer ma démarche de travailà l'UTC, ce serait avec le terme «planification».

En effet, c'est une planification systématique des différentes tâches que je devais réaliserqui m'a permis de garder la tête «hors de l'eau» notamment en fin de semestre, périodede rendu des projets. Il est évident que les UVs TM (telles que TN12, MQ01) et CS (tellesque MT12, MT09) ont pris une place bien plus importante dans mon emploi du tempsque les UVs TSH (SI11, SI02 ... ). Pour chaque UV et à chaque fin de cours, de TD ou deTP, j'actualisais ma fiche de travail en y notant les exercices à faire, les comptes-rendus àfournir, les documents à rassembler, les dates d'examens, d'entretiens... Ainsi, je pouvaisplanifier et optimiser chacune de mes périodes extra-scolaires pour y faire cohabiter letravail nécessaire et mes loisirs. Même s'il m'arrivait parfois de prendre du retard sur telou tel projet ou de faire les exercices à la dernière minute, j'en étais conscient et jamaispris au dépourvu. Cette organisation m'a permis, malgré un emploi du temps chargé, depratiquer une activité tous les soirs de la semaine (salsa, breakdance, rock, VTT, sorties ... ).Bien sûr, cette organisation est extrêmement flexible et me permet de gérer facilementles imprévus. C'est un style de travail que je m'impose depuis ma licence, qui semblecorrectement fonctionner et que je pense continuer à respecter durant les années à venir.

2.4 Analyse de la mission à PUTe

Le bilan de cette première année est le suivant :

Mes trois meilleurs résultats ont été obtenus dans les UVs :

MT11MQ02GE37

Révision d'analyse et d'algèbreMécanique des solides déformablesGestion de projet

ABA

L'UV MT11 ne comportant que des révisions, il m'a été facile, grâce à mon organisation,d'obtenir un résultat correct.

Le résultat obtenu en MQ02 est en revanche essentiellement le fruit de mes activitéschez PSA. En effet, j'ai, d'une part, reçu différents polycopiés de cours de mécanique desmilieux continus autres que ceux de l'UTC et fournis par mes maîtres d'apprentissage[12, 5, 10, 9, 3, 7]. D'autre part, mon étude des contraintes mesurées sur un véhicule estun exemple typique de problème de mécanique des milieux continus. Cela m'a permis demieux assimiler l'utilisation des outils d'analyse et de résolution ainsi que les critères vusen cours.

Enfin, la réussite de l'UV «Gestion de projet» est dû à un travail d'équipe. Sur unprojet à moyen terme (un semestre), mes deux camarades et moi-même avons réussi à faireface aux difficultés que nous avons rencontrées grâce à une organisation rigoureuse et des

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réunions hebdomadaires. Même si les outils que nous avons utilisés pour mener à bien leprojet étaient démesurés par rapport aux données disponibles, nous avons su défendre nospositions et nos résultats lors des réunions d'avancement. Cela explique en partie l'obten­tion d'un A dans cette matière.

Mes trois résultats les plus faibles ont en revanche été obtenus dans les UVs :

FQ01MT12MT09

Économie globale et maîtrise de la qualitéTechniques mathématiques de l'ingénieurAnalyse numérique

EDD

L'UV FQ01 est une UV utile pour tout élève ingénieur, je ne peux le nier. Elle donneles bases de la Qualité et fournit de nombreux outils régulièrement utilisés en entreprise.Cependant, je n'ai pas vraiment adhéré à la méthode pédagogique employée. A titred'exemple, il faudrait déjà lancer un plan Qualité sur le polycopié de cours. Les pagessont indénombrables et les idées éparpillées. Il est assez utopique d'apprendre l'ensembledu cours de FQ01, l'idée la plus commune étant de retenir les concepts. De plus, la Qualitéet surtout ses outils ont, pour moi, un sens très subjectif et relativement vague. Je ne mesuis pas investi totalement dans la réussite des projets qui nous étaient confiés, ce qui acontribué au résultat présent. Je prendrai garde à l'avenir de ne pas négliger une UV sousprétexte d'un cours que je considère brouillon.

La nécessité d'approfondir mes connaissances mathématiques m'a amené à tenter MT09et MT12 durant le même semestre. Étant donné que les notions vues dans ces deux matièresm'étaient nouvelles et assez avancées, je devais me plonger plus intensément dans ces deuxmatières aux dépens des autres. Mais mon planning et les projets divers ne m'ont paspermis d'assurer un meilleur résultat. Même si le bilan final est positif, il subsiste certainspoints que je n'ai pas compris et dont je devrai pourtant me servir dans mes prochainesétudes. Je devrai revenir sur ces points jusqu'à les maîtriser. J'ai conscience que l'examenne marque pas la fin de mon apprentissage des maths, mais est un état des lieux de mesconnaissances à un instant donné.

Pour remédier à ce problème, j'ai la chance de pouvoir bénéficier de cours personnels demes maîtres d'apprentissage qui n'hésitent pas à passer des heures entières à m'enseignerles mathématiques, la mécanique, la programmation...

Enfin, les UVs que je considère comme m'étant les plus utiles dans mes activités chezPSA sont les UVs MQ02, MT12 et MT09. Leur contenu correspond exactement aux étudesqui me sont confiées, et j'apprécie pleinement le fait de pouvoir appliquer concrètement cesenseignements au sein de mes projets d'entreprise.

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3 Liens PSA - UTC

3.1 Influence des missions PSA à PUTC

Au cours de cette première année, j'ai pu vraiment apprécier tous les bénéfices d'uneformation en alternance. Grâce aux études que je mène chez PSA, je possède un meilleurrecul que les étudiants en filière classique sur l'utilité des cours. Ce recul m'apporte unecompréhension facilité des enseignements, d'où un léger avantage sur ces filières classiques.De plus, je suis amené à appréhender certains points que je ne verrai que plus tard dans maformation. Cela a été notamment le cas dans l'UV MQ02, où une grande partie du cours vuà l'UTC ne m'était pas étranger et en MT09, pour laquelle je connaissais déjà l'utilisationdu logiciel Scilab. Je pense que ce sera également le cas pour FPP01 (Statistiques), MAT03(Mécanique des matériaux) et MEQ02 (Éléments finis)

Comme cité dans le paragraphe 2.4, des cours complémentaires ou supplémentaires mesont donnés pour augmenter mes connaissances théoriques. C'est une chance considérabledont je profite pleinement, et sur laquelle je peux m'appuyer lors de mes périodes à l'UTC.

D'un autre coté, je considère ne pas avoir le droit à l'erreur vis à vis de PSA et de monservice. Cela peut être perçu comme une pression inutile d'un point de vue extérieur, maisc'est un objectif que je me fixe. Je travail au sein d'une équipe dynamique, enthousiasteet possédant une connaissance scientifique très importante qui partage son savoir avecgénérosité. Le recul que me donne l'alternance me montre que la difficulté des cours àl'UTC est relative. Je me dois de passer outre ces difficultés pour pouvoir aborder desnotions bien plus avancées et travailler sur des projets plus complexes. C'est, en quelquesorte, un «stress positif».

3.2 Influence des missions UTC chez PSA

Cette première année d'alternance est marquée par une bien plus grande période cu­mulée passée à l'UTC qu'en entreprise. En y réfléchissant, je pense que le but de ce choixadministratif est atteint : accumuler un maximum de connaissances théoriques avant deplonger dans des projets d'entreprise à grande envergure. Il est clair que dans ma situation,de grandes périodes d'entreprise dès la première année auraient été superflues. Je n'auraispas pu effectuer le travail demandé sans apprendre par moi même les cours que j'ai reçu àl'UTC.

Les UVs TSH ont un impact relativement limité en entreprise (mis à part la langueanglaise), mais celui des UVs TM et CS est quant à lui non négligeable, à condition de bienles choisir. C'est ici qu'un dialogue tripartite (tuteur UTC, maîtres d'apprentissage, élève)est utile et permet de sélectionner au mieux les enseignements pour lesquels le contenu seraindispensable en entreprise. Cela a été le cas pour moi avec MQ02, MT12, MT09 et LOOl.L'application des notions vues dans ces UVs a été immédiate lors de mes études chez PSA.Ce choix en première année est d'autant plus important qu'il nous est impossible, en tantqu'apprenti, de choisir nos UVs en années 2 et 3.

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Conclusion

Cette premlere année d'apprentissage a été enrichissante et très instructive tant auniveau scolaire que professionnel.

À l'UTC, j'ai pu développer mes connaissances théoriques dans une ambiance convi­viale. Le système des UVs permet vraiment d'adapter son programme à ses besoins et larelation enseignants / élèves est agréable. Les enseignements donnés sont bien en relationavec les études que je mène, et plus généralement avec le monde industriel.

À PSA, j'ai pu découvrir d'une part les différents aspects de la Recherche industrielle etplus précisément la méthode de dimensionnement fiabiliste et, d'autre part, une partie desoutils et logiciels utilisés. Les démarches et méthodes suivies au niveau du service m'ontmontré son fonctionnement et sa logique.

De plus, la bonne ambiance générale régnant au sein de l'unité dans laquelle je suisaffecté est très encourageante et rend le travail plus agréable. Elle a énormément contribué àfaire de cette première année une excellente expérience. La sympathie et la disponibilité detous les membres du service n'ont fait que confirmer ma passion pour le domaine mécaniqueet pour ce mode de travail.

L'étude de la correction de Gerber est quant à elle en phase de finalisation. Intéressanteet pédagogique, elle m'a permis de développer, entre autres, mon sens de l'analyse et madémarche de résolution de problèmes. Bien que j'ai déjà eu à gérer mon temps et mes en­gagements au travers de différents projets à l'UTC, ces aspects sont plus délicats à traiterau sein d'un projet d'entreprise, car les conséquences de leur non respect sont plus impor­tantes. Cette étude m'a donc également permis d'améliorer mon sens des responsabilitéset mon autonomie.

De plus, les réunions et échanges auxquels j'ai assisté et participé m'ont bien montré,une nouvelle fois, l'importance de la communication dans la réussite d'un projet.

J'attends à présent avec impatience la prochaine période d'entreprise, pour mettre àprofit l'ensemble de mes connaissances au service de PSA et de la Recherche Mécanique.

Je souhaitais, au terme de ma Licence Professionnelle, arrêter les études et entrerdans la vie active en tant que concepteur. Après discussion avec mes anciens collègues etprofesseurs, j'avais finalement fait le choix de l'école d'ingénieur. Cette première année neme fait regretter en rien cette décision...

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Références

[1] AFNOR. Fatigue sous sollicitations d'amplitude variable, Méthode Rainflow de comp­tage des cycles. 1993.

[2] Siham Agouti. Sensibilité de l'équivalent fatigue à la pente de basquin. Rapport deMaster, Ecole Nationale Supérieure des Mines de St Étienne, 2008.

[3] Antoine Chaigne. Elasticité linéaire, Notes de cours. ENSTA, 2007.

[4] Benoit Delattre et Romain Jossic. Construction de signaux équivalents en fatiguemulti-entrées. Rapport technique, PSA, 2009.

[5] Samuel Forest, Michel Amestoy, Sabine Cantournet, Gilles Damamme et Serge Kruch.Mécanique des milieux continus. École des Mines de Paris, 2006.

[6] Gwenaëlle Genet. A Statistical approach to multi-input equivalent fatigue loads for thedurability of automotive structures. Thèse, Chalmers and Goteborg University, 2006.

[7] Jacques Giovanoia. Conception mécanique l & II, chapitre Élement de dimensionne­ment à la fatigue. 2007.

[8] Romain Jossic. Sur mon utilisation des "structures idéales". Rapport technique, PSA,2008.

[9] Nicolas Moës. Mécanique des milieux continus. École Centrale de Nantes.

[10] Ziad Moumni. Mécanique des milieux continus. ENSTA, 2005.

[11] Geoges Perroud. Calcul d'endommagement, calcul de fatigue équivalente. Rapporttechnique, PSA, 2008.

[12] Jean Salençon. Mécanique des milieux continus. École Polytechnique.

[13] Jean-Jacques Thomas. Approche fiabiliste du dimensionnement dans l'industrie au­tomobile. Rapport technique, PSA.

[14] Jean-Jacques Thomas. Fatigue modeling for automotive applications. SAE, 02M-165,2002.

[15] Jean-Jacques Thomas. Mise en œuvre de l'approche fiabiliste du dimensionnement.Rapport technique, PSA, 2006.

[16] Jean-Jacques Thomas et André Bignonnet. L'équivalent fatigue, état de l'art. InDimensionnement en Fatigue des Structures - Démarches et outils. 99R060, Actes dela SF2M, 1999.

[17] Jean-Jacques Thomas, Par Johanneson et André Bignonnet. Conception et fiabilitédans l'industrie automobile. CFM, 2001.

[18] Jean-Jacques Thomas et Par Johannesson. Extrapolation of rainfiow matrices. pages241-262. Kluwer Academic Publishers, 2001.

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