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Theses Year : 2021

Multiphysics modelling and control of an ondulating membrane pump

Modélisation multi-physique et commande d'une pompe à membrane ondulante

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Abstract

Background: CorWave is a company which is developing a left ventricular assist device (LVAD), based on an ondulating membrane pumping technology. The device consist of a polymer membrane deformed by the actuation of a electromagnetic linear actuator. The resulting deformation wave of the membrane create fluid's circulation. Following a proof of concept stage, the company is developing the device for it's first implantation on a human subject. Objectives: Creation of a multiphysics model to link the fluid-structure interaction inside the pump head to the electromagnetic actuation. The model shall be used to develop control laws for the device with limited measurements. The control law shall include criterion such as efficiency, durability and biocompatibility. Planning: pump modelling, control law development, estimators/observers creation to reduce the number of required sensors to control the device. update of the control law to include damage detection.
Contexte : CorWave est une entreprise développant une pompe d’assistance cardiaque en s’appuyant sur une technologie novatrice de pompe à membrane ondulante. La pompe est constituée d’une membrane déformable, qui actionnée par un système bobine-aimant créé une onde permettant de propulser un fluide. Ce dispositif original ouvre la voie à de nombreux défis tant scientifiques que technologiques. Ainsi, à la suite d’une première étude de faisabilité montrant la possibilité d’utilisation de la technologie pour une application médicale, l’entreprise entre dans une phase de développement du produit en vue de sa première implantation sur des êtres humains. Objectifs : Création d’un modèle numérique multiphysique faisant le lien entre la simulation fluidique dans la tête de pompe, la simulation vibratoire de la membrane et la simulation électromécanique de l’actionneur à reluctance magnétique. Développement d’un métamodèle et d’une loi de commande de la pompe. Adaptation de la commande selon des critères de puissance, efficacité, durabilité et biocompatibilité. Organisation des travaux : Modélisation numérique du prototype, Développement d’un métamodèle et de la commande de la pompe, Création d’estimateurs permettant de rendre compte du fonctionnement de la pompe en limitant la présence de capteurs. Détection des dommages et adaptation de la commande.
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Origin : Version validated by the jury (STAR)

Dates and versions

tel-03450184 , version 1 (25-11-2021)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03450184 , version 1

Cite

Mattias Scheffler. Modélisation multi-physique et commande d'une pompe à membrane ondulante. Automatique / Robotique. HESAM Université, 2021. Français. ⟨NNT : 2021HESAE032⟩. ⟨tel-03450184⟩
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