Agrégation concours interne

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

Support : dirigeable de transport de charge lourde

Présentation du système

L’étude porte sur un dirigeable de transport de charge lourde inspiré du LCA60T de la société FLYING WHALES. Pour des raisons de confidentialité et/ou pour des raisons pédagogiques, le dirigeable étudié s’éloigne parfois de la solution LCA60T en cours de développement par FLYING WHALES, tout en restant réaliste.

FLYING WHALES est une entreprise française créée en 2012 qui développe un programme ambitieux et unique au monde : le LCA60T, un dirigeable rigide pour le transport de charges lourdes doté d’une capacité d’emport de 60 tonnes. Conçu originellement pour répondre aux besoins de débardage de la ressource renouvelable de bois en zone difficile d’accès, le LCA60T a vocation, grâce à ses caractéristiques uniques de chargement et déchargement en vol stationnaire, à apporter des réponses aux nombreux problèmes de logistique et d’enclavement à travers le monde avec une très faible empreinte environnementale. Cette solution permettra, à bas coûts, de s’affranchir de toute contrainte au sol pour le transport de point à point de charges lourdes ou volumineuses.

La conception de ce dirigeable est une recherche permanente de compromis entre les performances, la masse et le coût. Cette étude se focalise sur la mobilité du dirigeable, pour les déplacements et pour le vol stationnaire (chargement/déchargement) en étudiant des problématiques aérostatiques, énergétiques, automatiques et informatiques associées à la mise en mouvement de ce véhicule hors norme.

Travail demandé :

Le sujet comprend cinq parties :

• Partie A : Portance aérostatique et rayon d’action.

Objectifs : 

1. valider le dimensionnement des cellules d’hélium.
2. valider l’autonomie en km du dirigeable.

• Partie B : Stabilisation automatique de position

Objectifs : vérifier le respect du cahier des charges en termes de stabilité et précision du positionnement pendant une phase de vol stationnaire.

• Partie C : Informatique embarquée FCS (Flight Control System)

Objectifs :

1. valider le choix de bus de communication hétérogènes.
2. écrire les fonctions permettant de donner la position et le cap du dirigeable à partir des positions GNSS avant et arrière.

• Partie D : Surveillance des cellules d’hélium

Objectif : valider la qualité de la mesure de température des cellules d’hélium.

• Partie E : Génération, distribution et conversion de l’énergie

Objectifs :

1. calculer la tension en sortie du redresseur de la génératrice et justifier les choix technologiques retenus pour celle-ci.
2. choisir le type de stockage d’énergie pour la limitation du couple demandé aux turbines.
3. justifier le dimensionnement des câbles électriques du système de propulsion.
4. déterminer le rapport de réduction pour un rendement optimal. Moteurs et réducteurs des propulseurs.
5.  justifier le choix de transistors MOSFET SiC. Onduleurs des propulseurs