Thèse soutenue

Optimisation multi-échelle de structures composites à parois minces intégrant une stratégie de modélisation global-local
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Auteur / Autrice : Michele Iacopo Izzi
Direction : Marco MontemurroJérôme PailhesAnita Catapano
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Conception (AM)
Date : Soutenance le 07/05/2021
Etablissement(s) : Paris, HESAM
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mécanique et d'ingénierie de Bordeaux - Institut de mécanique et d'ingénierie de Bordeaux
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)
Jury : Président / Présidente : Paolo Vannucci
Examinateurs / Examinatrices : Marco Montemurro, Jérôme Pailhes, Anita Catapano, Joseph Morlier, Alberto Pirrera, François-Xavier Irisarri
Rapporteurs / Rapporteuses : Joseph Morlier, Alberto Pirrera

Résumé

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Cette thèse porte sur le développement de procédures d’optimisation multi-échelle pour la conception de structures composites à parois minces. Deux types de structures composites sont analysées : les structures composites de grande taille à rigidité constante, typiques du domaine aéronautique, et les composants structuraux composites à rigidité variable, caractérisés par une variation ponctuelle des propriétés mécaniques macroscopiques du stratifié. Concernant les premières, leur conception préliminaire implique des phénomènes intervenants à différentes échelles de la structure et un grand nombre de variables de conception. Pour concevoir ce type de structures, la procédure d’optimisation GL-MS2LOS (de l’anglais global-local multi-scale two-level optimisation strategy) a été développée : cette procédure combine la précision dans l’évaluation des réponses physiques et la gestion de bonne qualité de la transition d’échelle d’une approche Global-Local, à la définition efficace des variables de conception de la stratégie MS2LOS. Concernant les composites à rigidité variable, pour favoriser leur conception optimale, d'une part, la stratégie MS2LOS a été enrichie par la formulation de critères de conception liés à la masse, à la résistance, au flambage et à la fabricabilité de la structure, et, d’autre part, des outils numériques spécifiques ont été développés. Le travail de thèse est complété par l’application de la procédure GL-MS2LOS à la conception structurelle de l’aéronef PrandtlPlane présenté dans le projet H2020 PARSIFAL, et également par des activités de validation expérimentale sur des composants structuraux optimisés.