Aéroélasticité et dynamique des structures
Nouveaux concepts d'avions
Nouvelles approches pour la conception mécanique des cellules et structures aéronautiques
Figure 1 – Projet AVISAC – Géométrie de voilure pour l’étude de la souplesse active de voilures d’avions commerciaux (morphing aircraft)
Ces travaux visent à développer les connaissances, les méthodes et les
outils, et à réaliser les études, permettant d’évaluer efficacement la
pertinence et les performances structurales globales des avant-projets
d’aéronefs futurs, que ce soit au stade industriel ou de recherche
prospective. En tant qu’outils d’aide à la décision, ils visent à
permettre de vérifier la faisabilité et la viabilité d’un projet, et
d’en améliorer la définition macroscopique, à la lumière de l’analyse
structurale. Cet objectif ambitieux intègre la prise en compte de la
question du couplage des outils et méthodes proposés à des codes
d’aérodynamiques, de qualité du vol, etc. Les travaux réalisés
recouvrent également le développement partiel ou la mise en oeuvre
ponctuelle de méthodes d’optimisation (algorithmes génétiques, etc.) ou
de prise en compte de caractéristiques mécaniques non déterministes, et
leur association aux outils de calcul de structures.
Une part de cette activité concerne le développement de modèles de
calcul de masse et de structures relatifs à des éléments primaires de
fuselages ou de voilures aéronautiques. Ces études ont été et sont
abordées au travers de programmes nationaux et européens (FLYBIG, NACRE)
avec des études de nouveaux concepts structuraux pour avions futurs
(Aile volante, mais également fuselage large et Progreen). D’autres
travaux de recherche sont menés dans le cadre des Projets de Recherche
Fédérateurs tels AVISAC qui concerne l’étude de concepts structuraux
visant à utiliser la souplesse en torsion de la voilure pour piloter
l’avion en roulis, améliorer ses performances et alléger son devis de
masse.
D’un point de vue plus amont, et à moyen terme, un second axe de travail
concerne l’évaluation et la maîtrise des capacités de modélisation des
systèmes mécaniques complexes, intégrant par exemple des matériaux et
éléments composites et/ou actifs. L’objectif de ces recherches vise par
exemple à développer les connaissances et les outils permettant de
spécifier, dimensionner mécaniquement, d’optimiser les actionneurs de
puissance dont on pressent une mise en œuvre de plus en plus fréquente
dans les structures dites « intelligentes », et d’étudier l’efficacité
globale des concepts proposés au travers de calculs de structures 3D.
