Essais & Simulations n°117

Les essais aggravés :

Les essais aggravés : Congrès Nafems Essais et Modelisation en parallèle avec d’autres événements de même type et d’importance similaire à travers l’Europe et en Amérique du nord courant les mois de mai et de juin, précise François Costes, président de l’association Nafems France. Il s’agit d’un grand mouvement commun qui montre le dynamisme du secteur ». À Charenton, près de 300 personnes sont attendues, provenant pour la grande majorité du monde industriel. « Les participants sont fidèles à ce congrès en raison du fait qu’il s’agit, à ce jour, de la seule manifestation entièrement dédiée à la simulation numérique industrielle en France ». Il faut dire que ce ne sont pas les besoins qui manquent. L’allègement constant des essais et l’exigence d’une confiance totale dans les résultats de simulation sans oublier les performances des systèmes font que les industriels sont de plus en plus attentifs aux possibilités que l’on peut atteindre aujourd’hui et des moyens à mettre en œuvre pour les atteindre. On conçoit aujourd’hui des modèles de plus en plus poussés et complexes. Airbus par exemple réalise des opérations de simulations sur la totalité de la structure de ses appareils pour mieux préparer ses essais de rupture physique comme les ailes. Il s’agit ici de simulations à cent millions de degrés de liberté. L’objectif étant de connaître la probabilité de rupture mais aussi de voir où se trouvent précisément les points de fragilité. De là, on vient placer des jauges et des capteurs au bon endroit. La simulation permet ainsi de faire du monitoring intelligent directement sur l’appareil. Dans le domaine de l’énergie, au niveau des phases « aval », on trouve les fabricants de dispositifs comme Areva et Alstom pour les turbines. Mais dans cette filière, les opérations de simulation s’effectuent surtout en amont, au sein par exemple des cellules de recherche et de développement d’Areva (Areva Research) ou d’EDF (EDF-R&D). Ces départements sont souvent confrontés à des problèmes multiphysiques ou au niveau du couplage des structures fluides, thermiques voire électronique, en particulier dans le nucléaire. Ce domaine impose aussi de réaliser des essais de vibration, de frottement etc. Enfin, de plus en plus d’études se font en amont au niveau des simulations systèmes, c’est-à-dire pour ce qui concerne la modélisation de l’ensemble du comportement avant même d’avoir pris connaissances des géométries de la pièce. Ainsi, les résultats obtenus donneront de précieuses indications à ceux qui devront ensuite concevoir des systèmes, lesquels seront en mesure d’optimiser directement la forme et la matière des produits. L’intérêt ? Réaliser des prototypes moins coûteux et les casser. On ne fait dès lors des expérimentations efficaces que sur les produits finis. Abonnez-vous en ligne sur www.essais-simulations.com Offre spéciale Bénéficiez d’un abonnement découverte d’un an DOSSIER Dégradabilité des matériaux Page 16 DOSSIER Compatibilité électromagnétique La CEM aujourd’hui ... Page 15 www.essais-simulations.com www.essais-simulations.com DOSSIER Page 46 55€*TTC au lieu de 80€** ESSAIS ET MODÉLISATION Les logiciels de simulation Page 10 ESSAIS ET MODÉLISATION N° 107 JUILLET, AOÛT, SEPTEMBRE 2011 TRIMESTRIEL 20 € MÉTHODES DE MESURES Les nouveaux usages des capteurs dans les essais. Page 11 Numéro spécial MesurexpoVision Page 48 MÉTHODES DE MESURES N° 108 OCTOBRE, NOVEMBRE, DÉCEMBRE 2011 TRIMESTRIEL 20 € où en sommes-nous ? PRODUITS & TECHNOLOGIES Les nouveaux outils de mesure Mesurer la qualité, l’humidité et la température de l’air. Page 30 Page 14 N° 109 JANVIER, FEVRIER, MARS 2012 TRIMESTRIEL 20 € ÉTALONNAGE MÉTHODES DE MESURES Système d’instrumentation analytique Page 20 Page 30 Quelles mesures dans l’analyse industrielle ? Cet abonnement peut être pris en compte dans vos frais généraux ou votre budget formation * Pour tout paiement en ligne par carte bleue **TVA 19,6%. Offre réservée à la France métropolitaine. DOM-TOM et étranger : 80€ Essais & Simulations • JUIN 2014 • PAGE 28

Congrès Nafems Essais et Modelisation Interview Airbus simule un essai complet Michel Mahé, ingénieur au sein du département Calculs et structures d’Airbus, interviendra lors du prochain Congrès Nafems France. Il exposera les résultats d’un projet réussi consistant à simuler l’essai complet de l’A350. Une prouesse qui ouvre de nouvelles possibilités en termes de simulation numérique, à condition toutefois de progresser dans les temps de mise en place du modèle. Essais & Simulations Michel Mahé, vous travaillez sur le calcul non linéaire de structures. Que couvre ce domaine dans les métiers des essais ? Michel Mahé Les calculs non-linéaires concernent par exemple les endommagements ou les ruptures intervenant sur une partie de la pièce ou un élément de l’appareil. Il s’agit plus précisément de quantifier l’instabilité du flambement des structures composites et métalliques en cas de charges extrêmes, c’est-à-dire les charges au-delà desquelles l’avion est amené à subir des instabilités dues à des phénomènes de flambement. Ces phénomènes peuvent fortement jouer sur la rigidité de l’appareil ; agir sur ces problèmes de flambement, c’est aussi maintenir le niveau déjà très élevé de qualification et de tenue de l’avion. C’est pourquoi ces essais nous permettent d’aller très loin dans la mesure où l’on joue entre les charges limites et les charges extrêmes. Cela représente un atout majeur en termes d’optimisation des structures, tout en respectant les exigences ultimes de sécurité. Qu’allez-vous présenter sur le Congrès Nafems ? Je vais mettre en lumière une innovation qui n’a, à ma connaissance, pas encore été abordée en tant que telle par nos concurrents. Pour cela, nous nous sommes appuyés sur la maturité de la simulation numérique acquise ces vingt dernières années pour l’amélioration de la fiabilité du calcul non linéaire du comportement des structures sur l’A350. Ces calculs, nous les avons mis en œuvre avant les essais d’ensemble (les essais physiques). On a donc virtuellement chargé l’avion à l’extrême et sollicité sa structure. Ainsi, pour la première fois, nous avons simulé l’essai – pratiquement – complet ! Quel est l’objectif de cette démarche ? Il s’agit avant tout de sécuriser au maximum une campagne d’essai. Réaliser le calcul numérique, au niveau des calculs non linéaires, de l’essai complet de l’ensemble de l’appareil chargé à l’extrême, sécurise avant tout le planning de l’essai. Il faut en effet toujours avoir à l’esprit que la moindre anomalie peut engendrer des semaines voire des mois de retard, d’abord pour identifier l’origine du problème, ensuite pour le régler. Ces délais sont, d’un point de vue industriel, impensables. L’idée est donc d’anticiper un comportement le plus en amont possible de l’essai physique pour accroître la confiance lors du premier vol de l’appareil et détecter la moindre anomalie. Comment traitez-vous ces anomalies ? Nous travaillons sur des problèmes potentiels. Il existe trois catégories d’interventions. La première consiste à renforcer la structure en ajoutant des caméras et en réalisant des modèles plus fins voire en procédant à de petits essais partiels. La deuxième concerne plutôt l’ajout d’éléments comme des jauges supplémentaires. Enfin, la dernière catégorie intervient lorsque le modèle montre que l’avion n’est pas capable de soutenir les charges extrêmes. Dans ce cas, soit nous renforçons la structure, soit, plus simplement, nous procédons à une nouvelle répartition des charges, chose qui n’est pas visible par l’analyse linéaire, d’où l’avantage de cette méthode. En somme, on aiguille les efforts à côté, Michel Mahé, en quelques mots… Ingénieur au sein du département Calculs et structures d’Airbus, Michel Mahé travaille plus précisément sur la résistance des matériaux. Formé à l’Ecole supérieure nationale (ENS) de Cachant, l’ingénieur fraîchement diplômé s’est vu l’opportunité d’effectuer un doctorat à l’Aérospatial (ex-Airbus) et ainsi de soutenir une thèse concernant le monde industriel et à l’issue de laquelle il reçut une proposition d’embauche en tant qu’expert en calculs de structures, et tout particulièrement dans le domaine non-linéaire. Ce domaine concerne notamment les endommagements, les contacts et les ruptures etc. A ce jour, Michel Mahé travaille chez Airbus depuis vingt ans. Essais & Simulations • JUIN 2014 • PAGE 29