Essais & Simulations n° 131

ESSAIS ET MODÉLISATION

ESSAIS ET MODÉLISATION FOCUS AÉRONAUTIQUE EN APPLICATION La mesure par imagerie : un outil pour les ingénieurs en simulation de l’aéronautique Dans le but d’améliorer les modèles de simulation numérique des matériaux et des structures composites, les ingénieurs de Safran Aircraft Engines utilisent de plus en plus couramment des mesures par imagerie. Installées lors des essais mécaniques, elles permettent de renseigner les ingénieurs sur les qualités des simulations réalisées en avant-projet. En s’appuyant sur la société EikoSim, Safran Aircraft Engines développe désormais de nouveaux outils métier pour réduire les risques dans son cycle de développement. La conception de pièces de moteurs avec des matériaux composites, utilisés pour leur rapport résistance/poids, a depuis quelques années poussé les ingénieurs R&D de Safran Aircraft Engines à travailler sur des modèles de simulation numérique de plus en plus complexes. Les méthodes d’essais classiques trouvent donc leurs limites pour retranscrire le comportement des matériaux testés : « Les méthodes classiques d’extensométrie n’offrent qu’une information 1D moyennée, ce qui est relativement limitant sur des essais comportant des gradients de sollicitations ou des hétérogénéités de propriétés significatives », explique Julien Schneider, expert composites chez Safran Aircraft Engines. Les ingénieurs se sont donc tournés vers des méthodes de mesure de champs, par opposition aux mesures « ponctuelles » réalisées habituellement. L’installation des caméras sur les essais produit des résultats immédiats. « En effet, les informations contenues dans un champ (de déplacement et de déformation) sont d’une grande richesse, et c’est pour cela que nous préférons utiliser ce type de méthode quand cela est possible ». DAVANTAGE DE RÉACTIVITÉ ET DE FLEXIBILITÉ DANS LE DÉVELOPPEMENT DES PRODUITS L’utilisation de l’imagerie a démarré avec des programmes de R&D, qui ont été l’occasion de prendre en main ces méthodes de mesure sur des cas-tests représentatifs. Avec leur maîtrise de ces nouvelles techniques, de nombreux challenges sont désormais accessibles pour les utilisateurs : « Les problématiques à résoudre via ce genre d’outil sont multiples : elles peuvent se limiter à de simples comparaisons essais/calculs en vue d’une optimisation ou d’une compréhension à affiner, ou encore directement à l’identification de paramètres de loi de comportement, comme de conditions aux limites. Ces outils prennent toutes leurs importances lorsqu’ils sont utilisés sur des essais complexes (sur pièces par exemple) et sur des matériaux fortement hétérogènes (comme les composites tissés) ». C’est donc bien en lien avec les simulations que Julien Schneider envisage l’avenir de ces méthodes : « Traditionnellement, le lien se fait par des allers/retours entre l’environnement de l’essai et celui du calcul. Les outils développés initialement pour le groupe Safran, notamment dans nos projets de recherche, et plus généralement par la société EikoSim permettent de «fusionner» ces deux environnements et d’apporter plus de flexibilité et de réactivité. » À la clé, l’agilité de l’équipe de développement produit : « Ces méthodes apportent des gains de temps indéniables ». Figure 1 : (gauche) Champ de déplacement mesuré par imagerie sur un pied d’aube de turbine. L’utilisation du maillage éléments finis pour réaliser la mesure permet un transfert direct des conditions de bords en déplacement dans la simulation (droite) pour l’améliorer automatiquement avec des informations de mesure. 14 IESSAIS & SIMULATIONS • N°131 • Décembre 2017

ESSAIS ET MODÉLISATION FOCUS AÉRONAUTIQUE Figure 2 : Procédure d’identification des paramètres matériau. Grâce à la comparaison des champs simulés et calculés, l’ingénieur est désormais capable de lancer l’identification automatique des meilleurs paramètres de simulation. Le futur ? La généralisation de ces approches de dialogue essai-calcul aux services méthodes et bureaux d’études du groupe Safran. « S’il ne fait aucun doute quant à l’apport de ce type d’outil, il reste néanmoins un besoin de rendre ces outils utilisables par des personnes non expertes ; pour cela il sera nécessaire de rendre les outils user-friendly tout en couvrant les problématiques de l’ensemble des calculateurs de nos bureaux d’études. » • www.mpihome.com Votre partenaire pour tous vos essais acoustiques et vibratoires Des solutions innovantes pour les essais aéronautiques et spatiaux. m+p international propose des logiciels polyvalents compatibles avec une instrumentation aux performances élevées, à la fois pour des essais au pot vibrant et pour des mesures acoustiques et vibratoires. Nos produits combinent commodité, flexibilité et sécurité, et sont accompagnés par des formations, du consulting et du support afin de vous garantir des résultats optimaux dans toutes vos applications. Contrôle vibratoire incluant le contrôle en force Essais comprenant plusieurs pots vibrants Réduction de données et transfert des données temporels sur disque Contrôle acoustique en chambre réverbérante Mesure et analyse vibratoire Essais structurels, analyse modale, et GVT Acoustique et qualité sonore Machines tournantes m+p international Sarl 5, rue du Chant des Oiseaux 78360 Montesson Tel : (+33) (0)130 157874 sales.fr@mpihome.com www.mpihome.com s&v__1/15_fr.indd 1 09.02.15 09:15 ESSAIS & SIMULATIONS • N°131 • Décembre 2017 I15