Abstract FR:

Le but de cette these est de developper un modele comportemental d'un moteur a allumage commande base sur les lois de la physique. Ce modele doit etre suffisamment facile a mettre en uvre pour pouvoir servir de reference au test de strategies de commandes destinees a ameliorer le rendement du moteur sous contraintes de respect des normes anti-pollution et de non-apparition du cliquetis. Ce travail se situe donc a l'interface entre deux domaines: la mecanique des fluides et l'automatique. Les phenomenes physiques qui influencent le fonctionnement du moteur ont d'abord ete etudies. Une attention particuliere a ete portee a la combustion dont la qualite determine les performances (couple, puissance) du moteur. Une etude bibliographique ainsi qu'une classification des divers modeles de la combustion disponibles dans la litterature a ete effectuee. On distingue ainsi les modeles physiques et les modeles orientes commande. Nous avons ensuite developpe un modele thermodynamique une zone. Un formalisme de type entrees/sorties, classique en automatique, a ete retenu pour presenter un schema bloc et les equations d'etat du systeme moteur. Ce modele est utilisable comme modele predictif (calcul de la pression cylindre a partir de donnees sur la combustion) ou comme modele d'analyse (calcul de la fraction de masse brulee a partir de mesure de pression). Afin de valider notre modele, des mesures de pression cylindre ont ete realisees sur banc moteur sur des moteurs equipes de culasses usinees pour pouvoir implanter un capteur de pression piezo-electrique. Les problemes propres aux mesures de pression a l'aide de capteurs de ce type ont ete etudies. Enfin, la derniere partie est consacree d'une part a la validation et l'exploitation du modele basees sur les mesures precedentes et, d'autre part, a l'analyse experimentale des observateurs du rendement moteur en vue de son optimisation. Les correlations obtenues entre le modele et les mesures sont satisfaisantes. Les meilleurs observateurs du rendement sont, d'apres notre etude, l'angle de pression maximale qui permet de definir le reglage optimal de l'avance a l'allumage et la pression moyenne indiquee representative du couple maximal