Amortissement de structures sandwiches composites par des inserts viscoélastiques localisés

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Afin de réduire la consommation énergétique des avions et hélicoptères, leurs structures mécaniques sont désormais fabriquées en grande partie de matériaux composites. Par exemple, ces derniers comptent pour 25% de la masse de l'Airbus A380. Les structures composites sont plus légères et aussi résistantes que les structures métalliques mais diminuent les sources de dissipation d'énergie. Il en résulte une augmentation des niveaux vibratoires et acoustiques des appareils, entrainant : l'émission de bruit excédant les normes internationales de l'Horizon 2020 ; l'émission de gaz excédant ces mêmes normes en raison de la masse des traitements anti-bruit ajoutés ; l'inconfort et l'impact sur la santé du personnel et des passagers ; et la fatigue mécanique causée par les vibrations. L'utilisation importante de matériaux composites modifie donc les règles de conception des solutions antivibratoires. Dans ce projet, des couches minces de matériau viscoélastique seront intégrées à des structures composites aéronautiques lors de la fabrication. Les matériaux viscoélastiques transforment l'énergie mécanique en chaleur et la dissipent, diminuant ainsi les vibrations par amortissement. Le but à long terme est de fournir une solution amortissante performante et légère, contrairement aux traitements de surface couramment utilisés dans l'industrie pour atténuer les vibrations des structures minces que sont les revêtements d'avions. L'étude sera réalisée sur une plaque sandwich constituée d'une âme composite en nid d'abeille et de peaux composites multi-plis. Des couches viscoélastiques de petite taille seront localisées à certains endroits entre les plis des peaux et dans le nid d'abeille. Des échantillons seront réalisés, testés et comparés. Les fréquences naturelles et le taux d'amortissement seront les principaux critères évalués. Des modèles seront développés pour pouvoir prédire le comportement des sandwiches traités. Des règles de conception seront établies pour ce nouveau type de traitement amortissant local. Les constructeurs d'avions, de carrosseries automobiles, et autres fabricants de portes d'ascenseur sont tous à l'affût de solutions au problème des bruits et des vibrations structurales. Le projet proposé revêt donc une importance économique considérable. L'industrie aéronautique Canadienne compte à elle seule plus de 700 entreprises générant 170 000 emplois et des revenus directs de 22G$ par an, d'où l'intérêt de ce projet pour assurer la certification des appareils.