Les transmissions mécaniques sont au cœur de nombreux systèmes industriels. Leur fiabilité constitue un enjeu majeur pour garantir la performance des équipements tout en limitant les coûts liés à la maintenance et aux arrêts de production.
Les travaux de Thomas Touret s’intéressent à une question centrale : « Comment les mesures thermiques peuvent-elles être utilisées comme un outil pertinent pour la surveillance et le diagnostic des transmissions mécaniques ? »
Pour y répondre, ses recherches se sont structurées autour de trois axes complémentaires : la modélisation thermique des systèmes, l’étude de l’impact thermique des défauts mécaniques et le développement de méthodes de diagnostic basées sur les mesures de température.
Le premier volet des travaux porte sur le développement de modèles thermiques capables de reproduire fidèlement le fonctionnement réel des transmissions mécaniques.
L’approche retenue repose sur des modèles nodaux, dont la précision a été améliorée grâce à deux leviers. D’une part, une meilleure compréhension des phénomènes physiques liés aux pertes énergétiques et aux échanges thermiques a permis de raffiner les modèles. D’autre part, l’intégration directe des mesures expérimentales dans les modèles a permis d’identifier certains paramètres incertains et ainsi d’adapter les simulations aux conditions réelles de fonctionnement.
Ces développements offrent des outils particulièrement adaptés aux problématiques de surveillance industrielle, où la fiabilité des prédictions est essentielle.
Le deuxième axe de recherche s’est attaché à analyser les conséquences thermiques de différents types de défaillances : défauts au niveau des engrenages ou des roulements, erreurs de montage ou encore dégradations de la lubrification.
Les résultats montrent notamment que des défauts situés aux engrenages produisent généralement des signatures thermiques plus marquées que ceux associés aux roulements. Pour ces derniers, les effets observés dépendent davantage des conditions de fonctionnement, de la nature du défaut et de l’architecture de la transmission.
Les travaux mettent également en évidence que certaines anomalies liées au montage ou à la lubrification peuvent engendrer des dérives thermiques significatives, ouvrant la voie à des approches de diagnostic élargies au-delà des seuls défauts de composants mécaniques.
La dernière partie du manuscrit explore différentes méthodes permettant d’exploiter les mesures de température pour détecter et localiser les défauts.
Une première approche s’appuie sur la notion de signature thermique, consistant à comparer les variations de température observées à celles prédites par les modèles. Les recherches ont également étudié le couplage de la thermique avec d’autres grandeurs physiques, telles que les signaux électriques des moteurs ou la vitesse instantanée des systèmes, afin d’améliorer les performances de détection.
Enfin, plusieurs travaux ont démontré l’intérêt du jumeau numérique thermique, capable d’associer en temps réel simulations et données expérimentales pour identifier l’apparition d’anomalies et localiser leur origine.
Les recherches synthétisées dans cette HDR démontrent que la thermique constitue un outil particulièrement pertinent pour le diagnostic des transmissions mécaniques.
Elles ouvrent également de nombreuses perspectives scientifiques, notamment dans le développement de modèles hybrides combinant connaissances physiques et données expérimentales, l’intégration de méthodes d’intelligence artificielle pour automatiser le diagnostic et la mise en œuvre de jumeaux numériques embarqués capables d’opérer en temps réel au sein des systèmes industriels.
Par ses travaux, Thomas Touret contribue ainsi au développement de nouvelles stratégies de maintenance prédictive, au service d’équipements industriels plus fiables, plus performants et plus durables.
Merci aux membres du jury :
Monica Siroux, Professeur des universités, INSA Strasbourg
Julien Pellé, Professeur des universités, Université Polytechnique Hauts-de-France
Jean Bouyer, Maître de conférences HDR, Université de Poitiers
Sébastien Henry, Maître de conférences HDR, Université Claude Bernard Lyon 1
Fabrice Ville, Professeur des universités, INSA Lyon
*L’HDR est le diplôme universitaire le plus élevé en France, permettant à son titulaire de diriger des thèses, c’est-à-dire d’être directeur de thèse et non plus uniquement encadrant, et de piloter des projets de recherche. Elle atteste d’une expertise scientifique reconnue et d’une capacité à développer des travaux innovants
