Techniques de conception assistée par ordinateur (CAO) pour la

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  • N ordre: 2257

    EDSPIC: 566

    UNIVERSITE Blaise PASCAL CLERMONT II

    ECOLE DOCTORALE

    SCIENCES POUR LINGENIEUR DE CLERMONT-FERRAND

    Thse de Doctorat

    Prsente par

    Khaled ASSAD ARROUK

    Pour obtenir le grade de

    DOCTEUR DUNIVERSITE

    Spcialit: Gnie mcanique

    Techniques de conception assiste par ordinateur

    (CAO) pour la caractrisation de lespace de travail de

    robots manipulateurs parallles

    Soutenue publiquement le 12 Juillet 2012 devant le jury:

    M. Sad ZEGHLOUL, Professeur des Universits, Universit de Poitiers, Prsident

    M. Fthi BEN OUEZDOU, Professeur des universits, UVSQY, Rapporteur

    M. Damien CHABLAT, Directeur de recherche CNRS, IRCCyN, Rapporteur

    M. Grigore GOGU, Professeur des universits, IFMA, Directeur de thse

    M. B. Chedli BOUZGARROU, Matre de confrences, IFMA, Co-encadrant

    Institut Pascal - lAxe de Recherche MMS: Mcanique, Matriaux et Structures.

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    Je ddie ce mmoire de doctorat la mmoire de mon pre, je lui dis:

    A quel point ton image est prsente dans mon esprit, dans mon cur, dans mes

    yeux Je te garde mon cher pre, au plus profond de moi, jimagine toujours ton

    visage (ton visage compatissant), et jentends ta voix (ta voix de tendresse). Cest

    dure, mon trs cher pre car tu nes plus l

    Quand je te cherche, ce nest pas la peine daller trs loin, car je te trouve

    toujours lintrieur de moi. Jespre que tu es fier de ton fils papa !!

    Mon travail est ddi aussi ma mre, la femme la plus belle de ma vie,

    lange qui a appris seulement aimer qui ne pourrait jamais mais jamais perdre

    cette habitude. Je pense toujours, toi, ma mre, et japprcie normment ton

    sacrifice. A la Mre, lombre de clmence de Dieu sur la terre et pour lhumanit.

    A ma petite sur Samah, mes deux frres Malaz et Mazen, je consacre pour

    vous toutes mes paroles et mes expressions fraternelles, mes mots qui volent

    comme des oiseaux, qui se dirigent vers vous, ces oiseaux qui vous remercient pour

    votre soutien quotidien, vos prires. Je noublie jamais mes proches.

    A mon grand pays la Syrie grav dans mon esprit, lhistoire damour qui

    dure pour lternit. Ce pays qui ma donn loccasion daccomplir un de mes

    rves les plus chers, tre Docteur dUniversit en France. Cette tape ne

    constitue qu'un pas sur le long chemin scientifique, o je vais faire de mon mieux

    pour aller le plus loin possible : devenir un Professeur des universits dans mon

    pays d'origine. A mon amour Syrie , je te prsente ma vive gratitude.

    Que ce mmoire soit un tmoignage de mon affection

    Snque

    Philosophe

    Ce nest pas parce que les choses sont difficiles que nous nosons pas, cest parce que nous nosons pas quelles sont difficiles.

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    emerciements

    Pour commencer, je souhaite souligner que les travaux prsents dans ce manuscrit sont

    raliss au sein de lquipe MMSI Machines, Mcanismes et Systmes Industriels de lAxe

    de Recherche MMS Mcanique, Matriaux et Structures de lInstitut Pascal.

    Je tiens remercier trs vivement mon universit dAl-Baath (Homs-Syrie) qui a

    financ mon sjour en France.

    Jadresse mes plus vives gratitudes, du fond du cur, M. Grigore GOGU, Professeur des Universits qui a dirig mon travail de thse tout au long de ces annes. Je vous remercie pour vos remarques scientifiques trs prcieuses, vos conseils inestimables, votre disponibilit. Je tiens vous remercier davoir trouv du temps pour moi dans vos journes trs charges. Au-del de vos qualits scientifiques extrmement apprciables, je tiens notamment souligner vos grandes qualits humaines, votre extrme rigueur, votre immense sympathie et votre coute. Je resterai pour toujours trs honor d'tre devenu Docteur aprs avoir ralis mes travaux de recherche sous la direction du trs reconnu professeur Grigore GOGU.

    Hommage respectueux Egalement, j'exprime toutes mes reconnaissances amicales Dr. B. Chedli BOUZGARROU, Matre de Confrences, qui a encadr mes travaux de thse sur un sujet trs intressant dans le domaine de la CAO applique la robotique. Vos trs nombreuses connaissances mont permis de bien progresser, et de mener avec succs ces travaux de thse. Je vous remercie, M.BOUZGARROU, pour vos remarques et conseils prcieux. Vous tes une personne dune trs grande coute et dun grand dynamisme. Je vous remercie encore pour vos qualits humaines indniables et votre disponibilit. Je suis trs fier d'avoir travaill avec vous M.BOUZGARROU.

    Sincres remerciements

    Je vous remercie, M.GOGU et M. BOUZGARROU, pour mavoir aid dans toutes les dmarches administratives qui ont t compliques parfois.

    Au prsident du jury, M. Sad ZEGHLOUL, Professeur des Universits lInstitut

    Pprime de lUniversit de Poitiers, qui nous a fait l'honneur d'avoir accept la prsidence du

    jury de thse, je vous exprime mes trs sincres remerciements.

    Jexprime mes reconnaissances M. Damien CHABLAT, Directeur de recherche

    CNRS, IRCCyN, qui ma donn lhonneur dtre rapporteur de mon travail de thse. Je vous

    remercie pour lintrt que vous avez port mes travaux. Je noublierai jamais nos

    rencontres conviviales Hammamet/Tunisie en 2009 lors de la confrence internationale de

    CMSM, et Cluj-Napoca/Roumanie en 2010 lors de la confrence EUCOMES.

    Toute ma sincre gratitude M.Fthi BEN OUEZDOU, Professeur des universits,

    UVSQY, qui a accept dvaluer mes travaux de thse et den tre rapporteur, je vous

    remercie pour mavoir donn cet honneur.

    Jadresse mes trs vifs remerciements mes chers amis, qui m'ont accompagn tout

    au long de ces annes, celles et ceux qui ont rendu le jour de ma soutenance un jour

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    inoubliable et mmorable, aux amis avec qui jai partag mon quotidien. Je dois dire que ces

    moments inoubliables resteront inscrit dans mon cur l'encre de l'amiti indlbile et

    ineffaable. J'prouve votre gard une trs grande gratitude:

    Adoum W., Agns R., Bassem H., Benjamin H., Benjamin V., Benot R., Carole M., Ccile M.,

    Cedric N., David G., Florence S., Franck S., Grgory G., Grgory C., Guillaume R., Guillaume

    P., Hamid B., Hlne C., Imad C., Julien L., Dr. Kharmanda M.-G., Kseniya S., Lazher Z.,

    Mahmoud C., Mat M., Mario A., Matthieu A., Miguel C., Nabil S., Nathalie I., Nebras S.,

    Nicolas F., Nicolas Z., Olivier D., Omar S., Pierre D., Pierre G., Richard C., Seifddine M.,

    Shengnan S., Sylvain P., XiaoSu H., La liste est bien longue jai limmense chance davoir

    beaucoup damis aux quatre coins du monde , cest pourquoi, je prsente toutes mes excuses

    pour les ventuels oublis. Je noublie jamais mes amis en Syrie, surtout mes chers amis avec

    eux jai tudi le Franais linstitut de langues Homs/Syrie.

    J'exprime, de manire particulire, mes sincres remerciements mes amis Kevin S.

    et Fanny T. qui sont ma petite famille en France. Avec eux, jai partag des souvenirs

    inoubliables qui resteront pour lternit. En plus, jadresse mon vif remerciement Kevin S.,

    qui a pris le temps de relire une grande partie de ce mmoire de thse. Je vous souhaite,

    chers Kevin et Fanny, tout le bonheur du monde.

    Mes agrables penses me viennent pour mon ami Moncef S. avec lui jai partag une

    tranche de ma vie en France, je le remercie de son amiti. Je noublierai jamais les matchs de

    Tennis que nous avons jous ensemble.

    Je tiens remercie Dr. Sergiu-Dan STAN, Technical University of Cluj-Napoca Dept.

    of Mechatronics (Cluj-Napoca, Roumanie), pour mavoir donn la chance de raliser un

    stage dun mois dans ce beau pays. Je remercie galement tous les amis de cette universit

    que je noublierai jamais.

    Je prsente mes sincres remerciements Mme Marie-Claire COMTE-ROME

    responsable du service accueil et gestion des boursiers internationaux au CROUS de

    Clermont-Ferrand, pour grer gentiment et aimablement mon dossier de bourse. Je tiens

    dire que cest grce elle et aux personnels du CROUS de Clermont-Ferrand que le sjour

    dans cette ville a constitu un parcours exceptionnel qui a t enrichi par des activits et

    sorties mmorables vers diffrents endroits fascinants en France.

    Une agrable pense me vient galement pour lensemble des collgues chercheurs,

    enseignants, personnels techniques et administratifs de lIFMA, et en particulier Jacqueline

    G., Jacqueline H., Isabelle D., Arlette N, Anne-Lise G., je vous remercie pour votre grande

    sympathie et pour mavoir aid dans toutes les dmarches administratives.

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    Table des matires

    Table des matires...7

    Table des illustrations.11

    Index des tableaux.....22

    Introduction gnrale.....25

    Sommaire

    Chapitre 1: Logiciels CAO en robotique....24

    Rsum et objectifs du chapitre ........................................................................................................ 29

    1.1 Conception assiste par ordinateur (CAO) ....................................................................... 29

    1.1.1 Dfinition de la CAO................................................................................................. 29

    1.1.2 Outil CAO utilis dans la thse ................................................................................. 30

    1.1.3 Motivations du choix du logiciel CATIA ................................................................ 31

    1.1.4 Modlisation gomtrique en CAO ........................................................................... 33

    1.2 Les robots parallles et leurs espaces de travail .....................