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Groupe VIAME : Vibroacoustique et Matériaux Enrichis

par BEC Sandrine - 24 avril

Responsables : M. Ichchou (PR-ECL), C. Boutin (CR-ENTPE),

Membres  : M. Collet (DR-CNRS), S. Hans (CR-ENTPE), O. Bareille (MCF-ECL)

Mots Clés : Moyennes fréquences, Dynamiques hétérogènes et milieux contrastés, Ondes, Homogénéisation périodique, Approches multi-échelles, Dynamique des matériaux, Matériaux intelligents architecturés, Réduction de modèles, Problèmes inverses, Métacomposites.

Réseaux partenaires
 : Fédération de recherche METAVIBRO (FEMTO, LAUM, IEMN, LMFA, LGEF), LMT Cachan, LMSSC (CNAM), AMPERE, ICJ, LIRIS, LAMCOS, LGEF, GAUSS (CA), Georgia Tech (USA), LNCC de Petropolis et Univ de Sao Paulo (BR), La Sapienza et Uni-Na (IT), KUL (Bel), IPPT-Pan (PL), Univ de Nottingham et ISVR (UK), Univ de Saarbrücken et TUD (D), KTH (S), Beihang (CN), ENIT et ENIS (TN), FST Fès et ENIM (MA)

Orientations scientifiques du groupe :

La prise en compte des contraintes écologiques et énergétiques a généré une augmentation des recherches pour permettre un allégement drastique des structures mécaniques et des ouvrages du génie civil. Cette évolution ne sera effective qu’en garantissant les performances vibroacoustiques dégradées par la diminution de masse et l’utilisation de nouveaux matériaux. Dans ce contexte, les activités de recherches du LTDS dans le domaine générique de la vibroacoustique et des matériaux enrichis représentent un potentiel important d’innovations dans de nombreux. L’objectif principal de ce groupe de recherche est donc la maîtrise et l’optimisation des comportements vibroacoustiques large bande des structures par l’utilisation de matériaux architecturés et adaptatifs. Les travaux de recherche envisagés couvrent alors les problématiques de la modélisation, la caractérisation et l’optimisation de comportement dynamiques « Moyennes Fréquences » ou « large bande » de structures complexes à dynamiques couplées contrastées.

La démarche méthodologique multi-échelle envisagée se veut générique afin d’être en mesure d’incorporer le caractère multiphysique de certaines solutions et de certains modèles locaux : structures réticulées, matériaux composites et sandwichs, comportement des mousses poro-élastiques… Des outils méthodologiques dédiés seront étendues comme la méthode « Wave Finite Element ». De même des techniques expérimentales d’exploration du plan d’onde telles que l’IWC (Inverse Wave Correlation) seront mises au point et utilisées pour caractériser des assemblages complexes à travers un modèle homogénéisé, représentatif de la dynamique macroscopique. La transition d’échelles met l’accent sur l’importance de la mise en place de modèles dit « réduits » pour appréhender les effets microstructuraux ou locaux dans le comportement d’ensemble et permettre l’optimisation du système, par la résolution du problème inverse. On trouve cette démarche dans le traitement des milieux périodiques, ou des métacomposites pour lesquels les méthodes énergétiques et techniques d’homogénéisation périodique seront utilisées pour obtenir des modèles globaux pertinents.

Des verrous subsistent lorsqu’il s’agit de l’optimisation de structures intégrant des matériaux composites architecturés à forts contrastes microstructuraux où les phénomènes de résonnances internes jouent un rôle prépondérant. La programmation du comportement vibroacoustique de ces métacomposites passe alors par l’optimisation active ou passive de ces dynamiques locales. La fonctionnalisation structurelle qui en découle permet le traitement des problèmes acoustiques, de garantir la stabilité vibratoire, d’étendre la durée de vie et la robustesse par l’adjonction de systèmes de contrôle de santé structurale (SHM : Structural Health Monitoring). L’approche suivie, multi-échelle, basée sur la ‘programmation’ de matériaux enrichis sous-tend donc un changement de paradigme dans le cadre de l’allégement des structures.

Projets associés
 :
Projet Carnot : Structronic@Lyon,
Projets ANR : ARIAN, METAUDIBLE,
Fédération METAVIBRO,
Projets européens SMARTNEST, ENOVAL.
Projet CRIAQ (Canada),
Participation LABEX CELYA, LIA MeMoCS
Collaborations industrielles : AIRBUS, SAFRAN, PSA, LIEBHERR, HUTCHINSON, MICHELIN, VOLVO, VIBRATEC

Applications envisagées

Méthodologies numériques, expérimentales et technologies pour le traitement des problèmes vibroacoustiques induits par l’allégement des structures pour des applications mécaniques et génie civil


Partenaires

CNRS Ecole centrale de Lyon ECOLE NATIONALE D'INGENIEURS DE SAINT ETIENNE Ecole Nationale des Travaux Publics de l'Etat Le réseau des instituts Carnot Université de Lyon

Le CNRS, l'ECL, l'ENISE et l'ENTPE
sont membres de l'Université de Lyon