COMPOSITION DU JURY

Xingrong Huang – Maître de conférences, Beihang University – Rapporteur

Mohamed Amine Bensouf – Maître de conférences, École nationale d’ingénieurs de Sfax- Rapporteur

Mohamed Ichchou – Professeur, LTDS, École Centrale de Lyon – Examinateur

Fabien Mieyeville – Professeur, Ampre, Université Claude Bernard Lyon 1 – Examinateur

Olivier Bareille – Maître de conférences, HDR, LTDS, École Centrale de Lyon – Co-directeur de thèse

Lyes Nechak – Maître de conférences, LTDS, École Centrale de Lyon – Co-directeur de thèse

RÉSUMÉ

La surveillance de l’état des structures (SHM) joue un rôle crucial dans de nombreux domaines industriels pour garantir la sécurité, la fiabilité et les performances des structures critiques. Le développement de divers types de capteurs, d’analyseurs de données et de systèmes de communication sans fil permettent de récolter in situ des données attestant de l’état de la structure en temps réel via des modules SHM. Cependant, ces derniers requièrent des bases de données propres à la structure en présence ou pas de défauts de différentes natures et de différents niveaux de gravité. La simulation à base de modèles numériques tels que les modèles éléments finis est souvent utilisée pour construire cette base de données et prédire ainsi les indicateurs de défauts dans les structures. Cette approche est très couteuse lorsque le modèle étudié est complexe, ce qui est souvent le cas comptes tenus de la complexité des structures actuelles. Cette thèse s’inscrit dans ce cadre général. Elle traite du problème de l’obtention efficace de caractéristiques sensibles aux défauts de structures composites complexes. Plus spécifiquement, elle vise à définir et à développer des outils numériques efficaces aidant à la surveillance de structures composites complexes. Dans ce cadre, des approches de réduction de modèle et de métamodélisation basées respectivement sur les méthodes d’éléments finis d’onde (WFE) et de krigeage sont proposées et étudiées. L’objectif principal du présent travail est donc d’évaluer le potentiel de l’utilisation conjointe de la WFE et du krigeage pour prédire efficacement les caractéristiques structurelles et dynamiques de structures composites complexes. Cette efficacité est quantifiée par la précision des prédictions et le coût impliqué. Sur la base des propriétés dynamiques prédites, certains indicateurs (tels que les amplitudes, les fréquences propres et les déphasages) sensibles aux défauts sont définis et exploités pour évaluer l’état de santé des structures considérées. Les études réalisées ont montré que la stratégie proposée, à savoir l’association (WFEM, Krigeage), peut assurer une efficacité intéressante se traduisant par une précision appropriée des prédictions des propriétés structurelles et dynamiques mais en impliquant un coût inférieur à celui des calculs basés sur la méthode WFEM. De plus, la stratégie proposée permet de conserver les mêmes niveaux de sensibilité des propriétés dynamiques aux défauts considérés (fissures et délaminage) avec les niveaux de sévérité associés. La stratégie s’est avérée, par ailleurs, plus efficace lors de l’utilisation du krigeage avec un schéma d’échantillonnage adaptatif et intelligent.