13 Février – Soutenance Thèse Paul Van Der Spyt
14 h amphi 3 IUT de Bordeaux
Sujet : Analyse et modélisation des chemins d’effort et de la dégradation des assemblages de type « HYPER joints »
Composition du jury :
M. Hervé WARGNIER | Professeur des Universités, Université de Bordeaux, I2M | Directeur de thèse |
M. Christophe BOIS | Maitre de Conférence, Université de Bordeaux, I2M | Co-encadrant |
M. Nicolas CARRERE | Professeur de l’ENSTA Bretagne, IRDL | Rapporteur |
M. Zoheir ABOURA | Professeur des Universités, UTC, Laboratoire Roberval | Rapporteur |
Mme Christine ESPINOSA | Professeur ERE de l’ISAE-SUPAERO | Examinatrice |
M. Jean-Claude GRANDIDIER | Professeur des Universités, ENSMA Poitiers, Institut P’ | Examinateur |
M. Michel LEROY | Docteur-Ingénieur, ArianeGroup | Invité |
M. Jean-Philippe LEARD | Ingénieur, ArianeGroup | Invité |
Résumé :
Les structures de lanceurs spatiaux doivent répondre à des spécifications complexes. La réduction des coûts et de la masse sèche sont primordiales, au bénéfice de la compétitivité commerciale. L’optimisation des structures passe, notamment, par une meilleure intégration des pièces métalliques et composite dans cet environnement complexe. Ces travaux se concentrent sur une nouvelle technologie d’assemblage : les HYPER joints, d’Airbus Commercial Aircraft. Des picots sont ajoutés à la surface d’une pièce métallique par fabrication additive et insérés au sein de la pièce composite avant sa polymérisation. Les possibilités d’aménagement de ces picots sont grandes et le concepteur de l’assemblage doit être en mesure de déterminer l’agencement adéquat en termes de nombre et de répartition sur la surface pour assurer les fonctions mécaniques requises. L’objectif de la thèse est de proposer un modèle capable de prédire l’effort à rupture et le mode de défaillance associé ainsi que la raideur de l’ensemble. La construction de cet outil est réalisée au travers d’un dialogue essai / calcul. Une modélisation par éléments finis est proposée pour représenter les modes de défaillance observés expérimentalement : rupture des picots et rupture du composite par création d’un délaminage et sa propagation. L’analyse du mode de rupture du picot se fait en trois étapes : la caractérisation de la loi de comportement élasto-plastique du matériau du picot, l’analyse géométrique et l’intégration de ces données dans un modèle par éléments finis. L’endommagement par délaminage est décrit par une zone cohésive. Pour un chargement en arrachement, les propriétés de l’interface, la résistance et l’énergie de rupture ont été identifiées à partir d’un modèle basé sur la mécanique linéaire de la rupture. Le domaine de validité du modèle est ensuite discuté à l’aide de deux configurations : un chargement combinant arrachement et cisaillement, et une configuration (6x6 picots) présentant une distribution d’effort complexe entre les picots. Pour finir, des outils de dimensionnement sont générés à l’aide du modèle par éléments finis. Ces outils se présentent sous la forme de courbes maitresses permettant de prédire le niveau de rupture et le mode de rupture en fonction de la densité et de l’agencement des picots.
