Matériaux composites intelligents et durables pour la surveillance de la santé des structures navales – SMATSH

La transition vers un transport durable et des navires militaires plus réactifs et furtifs ne peut se faire sans matériaux composites. Toutefois, l'utilisation des composites maritimes (MCs) pour les navires civils ou militaires nécessite des algorithmes robustes et efficaces de surveillance structurale de leur état de santé (SHM) basés sur les ondes et permettant de les surveiller tout au long de leur durée de vie dans un environnement hostile. Malheureusement, les algorithmes SHM basés sur les ondes pour les MC ne sont pas encore disponibles de manière fiable et robuste. Un premier verrou est que les MCs sont complexes (empilements épais, surfaces courbées, immersion saline et pressurisation) et que la propagation des ondes à l'intérieur de ceux-ci n'est pas bien comprise. Deuxièmement, il faut concevoir des réseaux de transducteurs optimisés compte tenu des spécificités des MCs en combinant des technologies prometteuses comme les transducteurs flexibles à base de polymères (FPBTs) et les réseaux de Bragg en fibre (FBGs). Enfin, les algorithmes associés de SHM basés sur les ondes doivent être pilotés à la fois par les données et la physique afin d'être aussi robustes et transférables que possible. SMATSH vise ainsi à surmonter ces limitations et à démontrer que compte tenu d'une compréhension physique de la propagation des ondes dans les MCs, de puissantes solutions de SHM françaises peuvent être développées en utilisant des FPBTs et des FBGs couplées à des algorithmes d'apprentissage automatique physiquement informés (PI). Les objectifs scientifiques de SMATSH sont ainsi de développer des modèles computationnellement efficaces pour prédire la propagation des ondes dans les MCs, d'optimiser les réseaux de transducteurs FBPT & FBGs à des fins de SHM, et de concevoir des algorithmes PI-SHM pour les MCs. Les résultats seront illustrés au moyen d'une partie de coque de navire intelligente semi-immergée exécutant le SHM en temps réel. SMATSH s'articule autour de Naval Group (leader européen de la défense navale) qui fournira les spécifications, le démonstrateur industriel, et la validation en tant qu'utilisateur final; du laboratoire PIMM (expert en problèmes liés aux ondes et en SHM) qui développera les modèles liés aux ondes et les algorithmes de PI-SHM; et d'ARKEMA Piezotech (une filiale d'ARKEMA capable de fabriquer des polymères électroactifs spécifiques) qui concevra et produira des FPBTs.