GT2 : Analyse et modélisation des comportements

Le groupe génère des connaissances pour la conception de produits/composants et de matériaux (monolithiques, composites et architecturés) obtenus par exemple en fabrication additive à travers :

• le développement de modèles spécifiques capables de simuler correctement le comportement physique de la structure et du matériau ,
• la conception de dispositifs expérimentaux originaux pour l’étude et la validation de propriétés physiques ,
• l’intégration des spécificités du procédé.

Ce groupe thématique a pour vocation la mise en place de techniques originales de modélisation dans un objectif global de conception.

La conception systématique de matériaux et structures complexes nécessite le développement de modèles spécifiques capables de simuler correctement le comportement physique. En même temps, ces modèles doivent être suffisamment efficaces (du point de vue des temps de calcul) pour être intégrés dans des stratégies de conception ou optimisation afin d'obtenir rapidement des résultats.

Cette activité nécessite de s’adapter à l’échelle de l’observable : par exemple les modèles haute-fidélité sont indispensables afin d’appréhender la compréhension des phénomènes physiques locaux alors que les modèles basse-fidélité sont pertinents pour des stratégies de conception de structures.

Le développement de ces modèles nécessite de solides compétences dans le domaine de la mécanique théorique et computationnelle et des mathématiques appliquées pour proposer une formulation adéquate du problème.

Un exemple d’application porte sur le choix de stratifications de réservoirs composites sans liner pour le stockage cryogénique. Cela nécessite de confronter des résultats expérimentaux et théoriques pour limiter la perméabilité de composites stratifiés (couches barrières / fonctionnalisation / matrices thermoplastiques).

Une approche multi-échelle basée sur des modèles haute-fidélité et basse fidélité a pu être conduite avec succès sur la simulation du procédé d’obtention de pièces en liège pour des applications aérospatiales. Cette étape a permis de caractériser finement le comportement mécanique du liège pour la conception.

Mots clés :  Méthodes et algorithmes de modélisation multi-échelle/multi-physique, Intégration des spécificités des matériaux/procédés/assemblages, Modélisation des variabilités/incertitudes