Recherche Avancée

Thèse soutenue

Optimisation d'enceintes sous-marines composites

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Auteur / Autrice : Tanguy Messager
Direction : Géry de Saxcé
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Lille 1

Résumé

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Cette étude, réalisée en partenariat avec l'ifremer, s'inscrit dans le cadre de projets européens visant au développement d'enceintes d'exploration océanographique et de véhicules autonomes évoluant en grandes profondeurs. Le type de structure utilisé est constitué d'un cylindre composite, réalisé par enroulement filamentaire, mince ou semi-épais et obturé par des tapes. Ces tubes élancés possèdent une stratification classique de type 55\ n, choix n'intégrant pas le risque de flambage pourtant mis en évidence expérimentalement et numériquement lors des travaux antérieurs. Aussi, cette étude porte sur l'optimisation des séquences de stratification des cylindres afin d'en accroître la limite de stabilité. Des modèles analytiques du flambage de coques cylindriques stratifiées, avec prise en compte d'imperfections géométriques, ont été développés. Ces modèles ont été couplés à une procédure d'optimisation par algorithme génétique permettant la recherche de stratifications optimisées. Les résultats obtenus ont mis en évidence une allure caractéristique de type 90 n 1/ 1/30 n 2/ 2/90 n 3, 1 et 2 dénotant des zones de transitions. Les accroissements de pressions critiques correspondants, calculés par modèles éléments finis, s'avèrent substantiels vis-à-vis des cylindres en 55 n. De plus, ce type de résultat d'optimisation s'est avéré peu sensible aux incertitudes sur les valeurs de caractéristiques mécaniques, aux tolérances de fabrication ainsi qu'aux imperfections géométriques des cylindres. L'étude expérimentale du flambage de tubes en verre/époxy, réalisée à l'aide d'un système d'essais spécifique, a confirmé les gains procurés par les séquences de stratification optimisées.