Étude numérique et expérimentale des structures gonflables : applications aux gilets de sauvetage gonflables

par Julien Troufflard

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur

Sous la direction de Gérard Rio.


  • Résumé

    La motivation de cette étude est de faciliter le processus de conception des gilets de sauvetage gonflables par l’utilisation de la simulation numérique par éléments finis. Dans cette thématique industrielle, les problématiques scientifiques abordées sont les méthodes numériques pour l’analyse statique des structures gonflables, la caractérisation du comportement d’un matériau textile et la simulation en dynamique de la chute à la mer d’un homme muni d’un gilet de sauvetage. Le transfert de technologie vers l’industrie sous forme de logiciel est également un des centres d’intérêts de cette étude. La méthode de relaxation dynamique avec amortissement cinétique est utilisée pour surmonter les problèmes d’instabilité numérique observés lors de la simulation du déploiement quasi-statique d’une structure souple gonflable. La recherche d’un process numérique robuste et rapidement convergent est à la base de cette étude numérique focalisée sur la formulation d’une matrice masse fictive et le test d’un schéma d’intégration temporel amortissant. Les paramètres matériau de cette simulation sont évalués à partir de mesures expérimentales sur une structure gonflable en tissu par contact palpeur ou par un système optique de corrélation d’images. La faisabilité d’une simulation complète de la dynamique de chute à la mer d’un corps humain endossant un gilet de sauvetage est abordée.

  • Titre traduit

    Numerical and experimental study of inflatable structures : application with inflatable life jackets


  • Résumé

    The aim of this work is to forward the design process of inflatable life jackets through finite-element numerical simulation. Within this industrial framework, the scientific issues addressed are numerical methods for the static analysis of inflatable structures, the characterization of the behavior of a textile, and the dynamic simulation of a man wearing a life jacket falling into the sea. The transfer of technology to the industry as software is also a main focal point of this study. The dynamic relaxation method with kinetic energy damping is used to avoid the numerical instability problems which were noted during the simulation of quasi-static deployment of a flexible inflatable structure. Trying to find a rapidly convergent robust numerical process is at the basis of this numerical study which is focused on the formulation of a fictive mass matrix and the test of a temporal damping integration scheme. The material parameters of this simulation are evaluated from the experimental measures of an inflatable structure made of textile through probe contact or through an optical system of image correlation. The feasibility of a complete simulation of the dynamics of a human body wearing a life jacket falling into the sea is also investigated.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (126 p.)
  • Annexes : Bibliographie p. 143-147

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  • Bibliothèque : Université de Bretagne-Sud (Lorient). Bibliothèque universitaire.
  • Disponible pour le PEB
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