Monsieur Charbel HAGE
a présenté ses travaux intitulés « Vers un Transport de Marchandises Multimodal Durable : Intégration des Drones et des Transports Publics avec une Gestion Énergétique Basée sur la CFD»
Résumé de la thèse :
Le besoin urgent de s’attaquer à la déstabilisation climatique due aux émissions de gaz à effet de serre, principalement issues des transports, souligne l’impératif de trouver des alternatives durables. Des progrès considérables ont été réalisés dans l’utilisation des drones pour la livraison de marchandises, mais des améliorations supplémentaires sont essentielles pour l’efficacité. Le projet Deliv’Air, financé par la Région Bourgogne Franche Comté, introduit un système de livraison multimodal intégrant des drones aux réseaux de transports publics pour réduire les émissions de CO2 et la dépendance aux combustibles fossiles. En amarrant les drones de livraison sur des véhicules secondaires pour la conservation ou le rechargement de batteries, cette approche innovante étend les services de livraison à des zones auparavant inaccessibles. La thèse examine les opérations des drones, en particulier la dynamique des hélices, et leur impact sur les systèmes de livraison du projet Deliv’Air. Elle évalue comment les obstacles mobiles et les vents forts affectent l’aérodynamique des hélices de quadricoptère, en se concentrant sur la poussée et la consommation d’énergie. En utilisant le drone Phantom DJI 3 comme étude de cas, des simulations avancées de dynamique des fluides analysent le comportement des hélices lors des phases d’approche et de stationnement, révélant leur réponse aux défis environnementaux. La thèse a trois objectifs principaux : (1) analyser l’aérodynamique des hélices isolées dans différentes conditions de vitesse et d’obstacles, (2) étudier les interactions entre les hélices doubles et les obstacles mobiles, et (3) évaluer l’impact des turbulences et du vent sur les performances des hélices en présence d’obstacles mobiles. La première contribution de la thèse montre des variations de portance en fonction de la vitesse des obstacles, particulièrement remarquables à des vitesses plus élevées. Dans la deuxième contribution, les obstacles mobiles affectent différemment la poussée des hélices, soulignant l’importance des interactions entre les hélices doubles. Enfin, la troisième contribution examine l’impact de la turbulence du vent sur la poussée et la consommation d’énergie des hélices, offrant des perspectives sur les stratégies de gestion de l’énergie. Ces analyses fournissent des perspectives précieuses sur l’aérodynamique des hélices, essentielles pour optimiser les performances des drones dans des environnements exigeants. Comprendre le comportement des hélices dans différentes conditions est essentiel pour des décisions de conception éclairées et des stratégies de contrôle opérationnelles efficaces. Les prédictions issues des simulations de CFD peuvent guider la gestion des contrôleurs de drones, garantissant des vols sûrs et efficaces dans le cadre du projet Deliv’Air.
Mots-clés : Gestion de l’énergie, Optimisation CFD, Simulations numériques, Drones,
Performances des pales, Dynamique des fluides