Effets des défauts de mise en forme sur la réponse mécanique de structures composites – FORECAST

Le matériau composite prend naissance simultanément avec la structure lors de la réalisation de la pièce. Tout défaut engendré lors de la mise en œuvre peut affecter la tenue mécanique de la structure. Ce travail s'intéresse aux effets des défauts générés lors de la mise en forme de préformes sèches et leurs conséquences sur les propriétés finales de la structure composite après imprégnation de résine. Si de nombreux travaux ont abordé les défauts de mise en forme des tissus secs, la littérature est peu abondante sur les effets de ces défauts et la manière de les modéliser. Deux volets font l'objet de cette recherche. Le premier, très expérimental, s'attache à identifier les défauts de mise en forme en intégrant une originalité lors du procédé : le suivi, in-situ, de la déformabilité des tissus par l'intégration de capteurs piezo au cœur du renfort afin d’affiner la compréhension de la formation des défauts. Après imprégnation de résine, les défauts seront tomographiés afin de générer un modèle voxel utilisable par le second volet de cette recherche. Les composites obtenus seront testés expérimentalement afin d’analyser l’impact des défauts sur la durabilité des structures. Là également, les capteurs piezo au cœur du composite permettront un meilleur suivi des mécanismes d’endommagements. Le second volet de cette recherche aborde les aspects de modélisation. Il est question de simuler les défauts de mise en forme, calculer les contraintes résiduelles issues de la déformation des tissus secs et vérifier, par comparaison avec l’expérimentation, la validité des approches utilisées. Ensuite l’étude s’orientera vers la modélisation du composite en présence des défauts de mise en forme. L’approche utilisée sera basée sur la méthode des champs de phase à l’échelle mésoscopique et prenant en compte les contraintes résiduelles précédemment calculées. Un dialogue permanent essais / calculs permettra de s’assurer de la validité des approches qui seront développées.