Orateur(s)
Gaëtan Kerschen, Professeur, ULg - Laboratoire de structures et systèmes spatiaux

Votre modèle est en désaccord avec vos mesures de vibration ? Un voile levé sur les vibrations non-linéaires.

Résumé
Nous accueillions, ce midi, Gaëtan Kerschen (Professeur, ULg - Laboratoire de structures et systèmes spatiaux) pour une présentation de l’impact des non-linéarités sur les structures, et plus particulièrement les vibrations non-linéaires sur les structures aérospatiales.
Il a brièvement introduit son exposé par l’historique de l’étude des vibrations à l’ULg, depuis son rôle pionnier dans la Méthode des Eléments Finis, en passant par les différentes compétences des laboratoires, jusqu’à la création de 3 spin-offs (Samtech, Open Engineering et V2I). Il a aussi évoqué le prototypage virtuel, soulignant que ce dernier ne retire pas la dépendance aux tests mais que la modélisation peut être utilisée dans la maintenance prédictive.

Qui dit non-linéarité dit discontinuité, on ne peut donc dans ce cas pas prédire le comportement d’une structure. Les non-linéarités ne peuvent pas toujours être négligées car elles peuvent aller jusqu’à influer significativement sur la conception voire empêcher la certification d’un produit.

A l’appui d’exemples concrets, notre orateur a présenté différents types de non-linéarités rencontrées dans les structures mécaniques ainsi que les outils développés depuis 15 ans dans son laboratoire.
La philosophie du laboratoire L3S est d’introduire des tests le plus tôt possible, même sur des composants locaux, afin de mettre rapidement en évidence la présence des non-linéarités. A partir de là, l’idée est de réaliser un modèle expérimental des non-linéarités afin de pouvoir en établir l’origine et ainsi corriger au besoin le design.
NI2D est le software qui intègre les différents outils (de simulation et d’analyse comportementale) permettant ainsi de passer de l’expérimentation à la modélisation.
NOLISYS, sprl créée tout récemment (8/11/16), vise à 3 missions en lien avec cet outil : la consultance, la formation et l’exploitation de NI2D.

Aujourd’hui, les non-linéarités sont majoritairement vues comme « néfastes » (pas faciles à maîtriser). Demain, on tendra peut-être vers un design non-linéaire, afin de répondre aux défis d’allègement des structures mais aussi par rapport aux contraintes environnementales. Le pas suivant pour le laboratoire de Gaëtan Kerschen sera de trouver le moyen d’exploiter au mieux les non-linéarités, en anticipant davantage par une exploration plus ouverte de l’horizon, intégrant dès le départ les non-linéarités.


Si les comportements dynamiques non-linéaires sont monnaie courante dans notre environnement (allant du mouvement des planètes jusqu’au fonctionnement du corps humain), les ingénieurs n’ont pas encore pleinement réussi à maîtriser les non-linéarités dans leur conception. Par exemple, des non-linéarités telles que le frottement et le contact sont souvent rencontrées entre les différentes composants d’une structure.

Cet exposé détaillera, au moyen du nouveau logiciel NI2D, quel est l’impact des vibrations non-linéaires sur les performances des structures au sens large du terme (mécanique et génie civil). Le propos sera illustré avec deux applications tirées de l’aérospatiale, à savoir un chasseur F-16 et un satellite de la société Airbus Defence & Space.