Rafael DA SILVA RAQUETI : "Contrôle vibratoire des composites multicouches par pilotage thermique"

Résumé : Les structures composites multicouches intègrent des solutions passives de contrôle vibratoire, notamment par l'ajout de couches viscoélastiques contraintes. Ces couches sont conçues pour maximiser l'amortissement en optimisant certains paramètres de conception, mais restent peu adaptables une fois la structure réalisée. Leur efficacité demeure limitée à une plage restreinte de conditions de fonctionnement. Le développement de matériaux dits intelligents ouvre de nouvelles perspectives pour le contrôle vibratoire. L'utilisation de matériaux viscoélastiques dont les propriétés mécaniques sont fonction de la fréquence et de la température permet d'envisager des structures pilotables thermiquement. Certains polymères présentent un facteur de perte très élevé à proximité de leur température de transition vitreuse, et sont intéressants pour la réalisation de structures adaptatives. Ce projet de recherche porte sur le développement et l'expérimentation d'une structure sandwich auto-adaptative dédiée au contrôle vibratoire par pilotage thermique. Cette structure est composée de peaux instrumentées et d'un cœur viscoélastique intégrant plusieurs systèmes de chauffage contrôlables indépendamment. L'application de configurations thermiques variées permet d'adapter la réponse vibratoire à différentes conditions de fonctionnement, démontrant ainsi des capacités accrues en matière d'adaptabilité et de performance. Un modèle par éléments finis de plaque mince équivalente a été développé pour estimer le facteur de perte associé aux différentes configurations thermiques. Ce modèle repose sur des formulations explicites reliant les propriétés effectives de la plaque aux trois ondes progressives principales de la structure. Il intègre une estimation avancée de l'amortissement, déterminée à partir d'un bilan de puissance en tenant compte de la contribution de divers types d'onde. Ce modèle s'est révélé efficace pour représenter les mécanismes de dissipation et explorer rapidement le comportement de multiples configurations. Une stratégie d'optimisation a été définie pour déterminer un ensemble de configurations thermiques optimales qui maximisent l'amortissement de la structure, notamment dans des plages de fréquences dominées par un mode propre de vibration, tout en respectant les contraintes de rigidité statique et de température.[...]

Composition du jury :

Morvan OUISSE, Professor, SupMicrotech-ENSMM, Directeur de thèse

Philippe MICHEAU, Professor, Université de Sherbrooke, Rapporteur

Kerem EGE, Associate Professor, Laboratoire Vibrations Acoustique, INSA Lyon, Rapporteur

Emeline SADOULET-REBOUL, Associate Professor, Université Marie et Louis Pasteur, CoDirecteur de thèse

Thomas DUPONT, Professeur, Département de génie mécanique, École de technologie supérieure - ÉTS Montréal, Rapporteur

Jean-François DEÜ, Professor, Laboratoire de Mécanique des Structures et des Systèmes Couples, Conservatoire national des arts et métiers, Examinateur

Adrien PELAT, Professor, Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Mans, UMR CNRS 6613, Examinateur

Noureddine ATALLA, Professeur, Université de Sherbrooke, CoDirecteur de thèse

Localisation : SupMicrotech ENSMM 26, rue de l'Epitaphe 25000 BESANCON - salle Amphithéâtre Jules Haag