Modélisation avancée des solides composites en conception d'équipements aérospatiaux soumis aux impacts à grande vitesse

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Le projet s'intéresse à la modélisation des matériaux composites soumis aux chocs ainsi qu'à l'évaluation de la performance des véhicules aéronautiques par rapport aux exigences de qualification structurale et de sécurité des passagers. Les essais de certification aux chocs étant longs et dispendieux, le recours à un outil numérique validé expérimentalement est un alternatif moins couteux et fiable mais encore en émergence. Le défi est d'intégrer les connaissances accumulées dans différentes disciplines pour former une méthodologie de design et un outil de travail pratique pour les ingénieurs des bureaux d'études qui doivent analyser et optimiser les structures en matériaux composites. Notre projet consiste alors au niveau fondamental à développer: (1) des outils de modélisation et d'analyse multi-échelles et multi physique et des moyens de calcul associés à des méthodes d'essais de validation permettant de limiter l'approche expérimentale et donc les coûts y compris ceux de certification; (2) des modèles mécaniques d'endommagement et de tenue résiduelle de matériaux et structures composites soumis aux chocs;(3) et à mettre en oeuvre des moyens d'essais d'impact sur des éprouvettes et des structures normalisées pour fin de validation et de certification. Au niveau des applications, on s'intéresse à la résolution de cas concrets tels que la modélisation du confinement de débris d'un moteur d'aéronef dans un caisson composite, la protection contre des débris en vol et la conception de structures composites résistant aux impacts d'oiseaux et de la grêle. Les résultat anticipés concernent alors une amélioration de la capacité d'analyse et de conception de structure en matériaux composites soumis aux chocs; une utilisation des outils de simulation virtuelle développés pour réduire le cycle de conception et minimiser le nombre de composants physiques à tester, réduisant d'autant les couts de certification; et la formation de main d'oeuvre HQ qui contribuera ainsi à une conception d'avions plus légers et plus résistants, consommant moins de carburant et réduisant d'autant leur empreinte écologique (réduction des GES).