Optimisation et modélisation du procédé RTM

by Richard Fournier

Thèse de doctorat en Sciences. Génie des matériaux

Sous la direction de Thierry Coupez et de Michel Vincent.

Soutenue en 2003

in Paris, ENMP .


  • Résumé

    L'objet de ces travaux est de se doter d'outils de modélisation qui constituent aujourd'hui un passage incontournable pour maîtriser le procédé R. T. M. Ces outils reposent sur la prédiction de grandeurs macroscopiques caractérisant les renforts. La représentation fidèle du renfort à l'échelle microscopique dans une cellule élémentaire est la clé de voûte de notre travail. Une méthode d'initialisation de fonction caractéristique a ainsi été mise au point permettant de déterminer fidèlement les interfaces entre la résine et les renforts. Cette méthode possède la particularité d'être applicable à des renforts à structure périodique mais aussi aléatoire. La simulation de l'écoulement 3D de la résine dans les pores entre les fibres permet de déterminer la perméabilité de la structure représentée. Le passage de l'échelle microscopique à l'échelle macroscopique est réalisé en homogénéisant les champs de vitesse et de pression obtenus numériquement dans la cellule élémentaire. Une démarche similaire a été développée pour étudier les phénomènes thermiques dans les milieux poreux. Cette approche permet de déterminer des valeurs de conductivité thermique équivalente en considérant dans un premier temps, le fluide au repos et ensuite en couplant les phénomènes thermiques à l'écoulement engendrant des fluctuations thermiques à l'échelle microscopique. Ce phénomène est important et modifie grandement les résultats. Sa prise en compte introduit des termes non linéaires couplant la conductivité thermique équivalente à la vitesse d'écoulement du fluide au travers du renfort. La connaissance précise de ces paramètres permet la réalisation de simulations 3D réalistes du procédé R. T. M.

  • Titre traduit

    Optimisation and modelisation of the RTM process


  • Résumé

    The aim of this work is to obtain a tool of modeling which constitutes today a necessity to control the R. T. M. Process. This tools needs the prediction of macroscopic parameters caracterizing the reinforcement. A faithful representation of the reinforcement at the microscopic scale by an unit cell is the key of our study. We develop a method to initialized a characteristic function, making possible to accurately determine the interfaces between resin and reinforcements. This method has the particularity to be used with periodic or random structure. 3D flow simulation of resin int the pores between fibers permit to obtain permeability value of the represented structure. The computation is carried out on the whole domain represent by an unit cell and results of permeability is obtained by homogeneisation. A similar step was developed to study thermal phenomena in porous media. The local resolution of the heat flux in an unit cell containing a representation amount of fibers gives the equivalent thermal conductivity, firstly with no flow, and secondly by coupling thermal phenomena with the resin's flow, which generated heat fluctuations at the microscopic scale. This phenomena is important and modify largely results.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (214 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 142 réf.

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