Agrégation externe SII - 2018 - Option SII et ingénierie mécanique - Épreuve de modélisation

Agrégation concours externe

Section : Sciences Industrielles de l’Ingénieur
Épreuve d'admissibilité
Option sciences industrielles de l'ingénieur et ingénierie mécanique

Support : Amélioration des performances dynamiques des motos de course

Dans certaines situations, les motos de course peuvent présenter des vibrations latérales de grande amplitude. Ce phénomène complexe est difficile à maîtriser et peut conduire à des accidents graves, surtout à grande vitesse. Un constructeur doit absolument être en capacité de prévoir et de caractériser ces vibrations latérales potentielles dès la phase de conception du véhicule. Il doit concevoir, dimensionner et mettre en oeuvre des dispositifs d’amortissement de ces vibrations.

Deux modes de vibrations latérales sont pris en compte lors de la phase d’étude du comportement dynamique d’une moto de course : le guidonnage et le louvoiement.

Le guidonnage est une oscillation soudaine et violente de droite à gauche, pouvant désarçonner le pilote. Ce mode de vibration est le plus dangereux car toute tentative du pilote pour annuler le guidonnage ne fait que l'aggraver. Le temps de réaction du pilote est tel qu'il agit pour contrer le mouvement du guidon au moment où celui-ci repart déjà dans l'autre sens.

Le louvoiement est un phénomène qui, contrairement au guidonnage, affecte l'intégralité de la moto sous la forme d'un mouvement ondulatoire se propageant de l'avant vers l'arrière de la moto. Cela se traduit par une ondulation générale de la moto, qui peine alors à suivre sa trajectoire.

Études proposées :

L’objectif de cette étude est de mettre en place et en application les outils de modélisation permettant de caractériser ces modes de vibration et de choisir les solutions technologiques d’amortissement associées.

Dans la première partie, on s’attachera à modéliser le phénomène de guidonnage en introduisant la rigidité de la fourche ainsi que la dérive au niveau des pneumatiques afin de montrer que ce mode de vibration présente une stabilité conditionnelle.

Dans la seconde partie, on s’intéressera à l’introduction d’un amortisseur de direction et on montrera qu’il permet d’amortir le mode de guidonnage mais au détriment du mode de louvoiement.

Dans la troisième partie, après avoir introduit le concept d’inerter, un modèle de compensateur - amortisseur et inerter en série - sera mis en place. Ce modèle sera utilisé dans la dernière partie pour valider l’effet de cet élément sur les deux modes de vibrations qui nous intéressent.