Dynamique Vibratoire des moteurs Aéronautiques – DyVA

Afin d’atteindre les objectifs fixés par l’Europe en matière de neutralité carbone, l’ensemble des motoristes se sont lancés dans la recherche d’architectures propulsives originales. Plusieurs axes de développements ont été envisagés qui ont tous pour finalité l’amélioration des performances tant du point de vue énergétique que de l’émission des gaz à effet de serre. Ils conduisent en général vers l’allégement des structures, des diamètres plus importants, l’utilisation de matériaux à hautes performances (en terme de poids, durée de vie, tenue aux chargements mécanique et thermique, …) ainsi qu’à des géométries inhabituelles. Ces nouvelles conceptions sortent du champ des expériences acquises jusqu’à aujourd’hui, il convient donc d’explorer leurs impacts et d’en connaître parfaitement la physique pour offrir une capacité d’innovation maitrisée.

Dans ce contexte le projet DyVA a pour objectif de se doter d’outils de simulations et de données expérimentales en relation avec la maîtrise des niveaux vibratoires de ces nouvelles architectures plus particulièrement dans les deux domaines de recherche que sont la dynamique non-linéaire et les structures à forte densité modale. Ces connaissances et ces développements seront appliqués aux composants clés des moteurs, à savoir, les roues aubagées et les redresseurs.

Le premier axe de recherche concerne la dynamique non-linéaire et non-régulière associée aux frottements et aux impacts présents dans les roues aubagées. En se dotant d’outils de simulation performants pour l’estimation des régimes périodiques et transitoires, le projet DyVA ambitionne d’être à même de prévoir ces solutions et d’en étudier les caractéristiques ainsi que leurs stabilités.

Le deuxième axe concerne la prédictivité robuste des structures à forte densité modale (roues aubagées et redresseurs). Les récents développements en matière de simulation stochastique ou fiabiliste ont permis de réelles avancées dans ce domaine. On cherchera ici en adossant ces approches à des techniques machine learning à les rendre plus robustes et fiables dans le cadre des architectures moteurs développées.

Bien évidemment, de tels travaux nécessitent le recours à des essais pertinents qui viendront alimenter nos connaissances quant à la physique nécessaire, à la modélisation (mécanique, thermique, plasticité, usure, frottement, …) et la corrélation avec des simulations. L’ensemble de ces travaux s'appliquant à des composants industriels à l'échelle 1:1, les essais seront réalisés en similitude afin de garantir une parfaite représentativité. Une attention particulière sera portée sur la capacité à reproduire une situation dynamique réaliste tout en contrôlant parfaitement la mise en oeuvre expérimentale. Ce dernier point est rendu possible au travers des moyens académiques du LTDS qui opère l'Equipex PHARE (10-EQPX-0043) à même de répondre à l’ensemble de ces exigences.

Ce projet ambitieux, qui s’appuie sur une collaboration historique entre le leader mondial de la motorisation aéronautique SAFRAN et le LTDS, va permettre d’aller au-delà des architectures classiques en ouvrant le champ des possibles grâce à la complexité induite par le domaine de la dynamique non-linéaire et de la forte densité modale. Un tel projet permet de préparer l’avenir tant en terme de recherche qu’en terme de solutions technologiques, intégrant pleinement les enjeux du développement durable et de la décarbonation.