Surveillance de la santé des structures aéronautiques en composites : développement d'un système embarqué à base d'accéléromètres

par Mathieu Lastapis

Thèse de doctorat en Conception des Circuits Microélectroniques et Microsystèmes

Sous la direction de Christophe Escriba et de Jean-Yves Fourniols.

Le président du jury était Jean-marie Dorkel.

Le jury était composé de Christophe Escriba, Jean-Yves Fourniols, Stephane Andrieu.

Les rapporteurs étaient Pascal Nouet, Camel Tanougast.


  • Résumé

    La surveillance de santé structurelle, SHM en anglais, est un domaine en plein essor avec l'arrivée massive des composites dans les transports. Ce matériau plus léger que les alliages traditionnels investit les avions, les trains, les bateaux ou les voitures. Permettant des économies substantielles d'énergie, il présente néanmoins l'inconvénient de pouvoir développer des défauts internes invisibles par une inspection visuelle. Dès lors leur surveillance est primordiale. Les pales d'avions turbopropulseurs (A400M, ATR, etc…) répondent aux mêmes exigences. Etre capable de déterminer un endommagement de la structure par le biais de capteur est tout l'enjeu des recherches. Cet objectif implique deux points : étudier le comportement de la pale et y développer un système embarqué pour obtenir des données et/ou surveiller. Dans ce contexte, ce travail de recherche a pour objectif de mener les premières études en déterminant une premier modèle comportementale des pales; en développant un premier microsystème enregistreur de paramètres de pales; en élaborant un premier algorithme de surveillance de la pale et d'événements endommageant (impacts, survitesses, survibrations)

  • Titre traduit

    Structural health monitoring of aeronautical composite structures : design of an embedded system based on accelerometers


  • Résumé

    The structural health monitoring, or SHM, represents today a key challenge today, with a massive use of composites in the field of transport. This material, lighter than a conventional alloy, is very attractive for airplanes, trains, boats or cars manufacturing. This allows significant energy savings, but can hide internal defects invisible from the outside. At this point, dedicated supervision is essential. Blades of turboprop plane (A400M, ATR, etc.) are in face of the same problems. Determination of structural defects by the use of sensors is the key solution for the research in this field. Thus, this problem has two solutions: studying blade performances and designing an embedded system able to record data and/or monitoring the structural health. The research studies presented in this thesis represent the first results of damaged blade performances. It leads to the design of a first embedded data recorder of blade parameters and computes a first dedicated algorithm for monitoring the blade structural health and damaging events (shocks, over-speeds, over-vibrations)



Le texte intégral de cette thèse sera accessible librement à partir du 19-09-2021

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