L'amortissement de structures composites, telles que par exemple les aubes d'entrée de turbine des nouvelles générations de moteur, représente un enjeu industriel important pour maîtriser des instabilités vibratoires. Ces instabilités peuvent induire des problématiques allant de l'augmentation significative des bruits ou des vibrations transmis à la structure, à des risques d'endommagement précoce dans les cas les plus extrêmes.
Jury
-* Directeur de these : M. Noël LAHELLEC / Aix Marseille Université
-* CoDirecteur de these : M. Stéphane LEJEUNES / LMA
-* Rapporteur : M. Renald BRENNER / Sorbonne Université
-* Rapporteur : M. Stéphane MéO / Université de Tours
-* Examinateur : M. Alexander LION / Universität der Bundeswehr München
-* Examinateur : Mme Lucie ROULEAU / CNAM
-* Examinateur : M. Etienne BALMES / ENSAM
Résumé
Dans le cadre de cette thèse CIFRE avec Safran Composites, il est question d'étudier des technologies amortissantes pour les structures tournantes des nouvelles générations de turboréacteurs d'avion afin de minimiser les effets des instabilités vibratoires comme le flottement. Certaines technologies d'amortissement reposent sur l'introduction d'élastomère dissipatif dans la structure soit en surface (patch viscoélastique contraint) soit dans le matériau composite au niveau de la microstructure (fonctionnalisation). C'est pourquoi la première partie de ce travail est dédiée à la caractérisation expérimentale du comportement élasto-dissipatif d'un élastomère cible pour cette application. Cette caractérisation a consisté en des essais statiques et dynamiques sur une certaine plage de fréquences et d'amplitudes et sur différents modes de sollicitation. A partir de ces observations, un modèle de loi de comportement phénoménologique basé sur le modèle de Maxwell généralisé est proposé et permet de prédire la réponse du matériau de l'étude à différentes sollicitations. Un point particulier est porté sur la prise en compte de l'effet Payne par une approche originale. L'identification des paramètres du modèle à la fois dans le domaine temporel et fréquentiel est réalisée à l'aide d'une méthode robuste et rapide. L'implémentation de la loi de comportement dans un code de calculs éléments finis a permis de valider l'approche sur des simulations d'essais multi-axiaux. Puis, une étude numérique comparative de différentes solutions d'amortissement se basant sur l'introduction d'élastomère à l'échelle de la microstructure d'un composite est effectuée premièrement dans le cadre de la viscoélasticité linéaire, puis, en non-linéaire en utilisant la loi de comportement identifiée pour l'élastomère.