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Projet ANR MOMAP

Projet ANR MOMAP

MOMAP

Mesure et Optimisation des Matériaux Architecturés Périodiques

ANR-19-CE10-0005

Partenaires :

- GeM (U. Nantes) resp. M. François (porteur) ;

- MSME (UGE) resp. C. Combescure ;

- d’Alembert (Sorbonne Université) resp. B. Desmorat ;

- L3M (CEA) resp. G. Roux ;

- MecaNantes resp. R. Gruand ;

- XTreee resp. J. Dirrenberger

Budget : 520k€

Période : 2019-2024

Résumé :

 

Les matériaux architecturés à structures périodiques sont d'excellents candidats pour réaliser des structures légères et résistantes [Fleck, 2010]. Leur développement s'accélère avec l'arrivée de la fabrication additive (impression 3D...). Cependant quelques verrous constituent encore un frein à leur utilisation industrielle :

• leur coût de fabrication est encore élevé• le dimensionnent optimal des cellules reste complexe et dispendieux [Laszczyk, 2011]

• le contrôle de ces matériaux après fabrication reste une question largement ouverte[Bréchet, 2013].

Objectifs : ce projet vise à lever en partie ces deux derniers verrous.Structure lattice (CEA) Arbre allégé par une structure lattice (CEA)Les caractères novateurs du projet sont :

• l'utilisation d'invariants du tenseur d'élasticité pour l'optimisation des cellules

• l'utilisation de la tomographie X couplée à des techniques d'analyses d'images récentes VIC (Virtual Images Correlation) ou Corrélation d'Images Virtuelles

• l'utilisation de dispositifs d'essais performants : actionneur hexapode, tomographie X

• le développement d'un concept d'éprouvette et de montage d'essais polyvalent pour matériau de type lattice

• la prise en compte des limitations des procédés de fabrication au niveau de l'optimisation de la forme des cellules.

Les produits finaux envisagés et les résultats escomptés sont :

• un algorithme d'optimisation de la géométrie des cellules (utilisation d'invariants) et tenant compte des limitations (critères limite d'élasticité, de flambement et contraintes de fabrication).

• un montage d'essais mécaniques spécifique pour les matériaux lattice. Ce dispositif doit permettre de solliciter tout tenseur de déformation possible, avec des effets de bord minimaux et permettre la tomographie X.

• un algorithme d'imagerie 3D basé sur la méthode VIC rapide et performant adapté à la métrologie des cellules. Nous attendons une meilleure mesure des surfaces (en 3D)que celle fournie par les algorithmes de reconstruction actuels.

• un algorithme DIC/VIC permettant la mesure de champ de déformation 3D d'une éprouvette ou d'une structure. Il est attendu une mesure avec moins de bruit que les méthodes actuelles.

• des démonstrateurs (métalliques et plastiques) de structures optimisées. Nous attendons à ce que ces démonstrateurs démontrent la qualité de l'ensemble des travaux et permettent de démontrer l'intérêt de cette nouvelle approche par rapport aux méthodes actuelles (optimisation topologique). Via son implication dans Momap Meca Nantes et XTreee développera et testera une nouvelle méthode de conception de pièces structurelles qui pourrait transformer ses modes de production et permettre la fabrication rapide de sièges auto prototypes. Xtreee envisage la création d'un démonstrateur qui sera intégré dans un siège auto complet.Le spectre thématique couvert par le projet est large et multidisciplinaire. Le projet ambitionne ainsi de faire un pont entre des résultats récents de recherche en mécanique théorique, et des applications pratiques en sciences des matériaux. De fait, il est à noter que le projet s'inscrit dans la volonté du CNRS de dynamiser la recherche autour des questions de mécanique théorique.