Influence d'un défaut de fabrication sur les propriétés mécaniques d'un composite laminé

Abstract

De nos jours, bien que le domaine des matériaux composites soit en expansion, ces matériaux possèdent toujours des propriétés mécaniques et des procédés de fabrication plus incertains que les matériaux métalliques. Ce travail, lié à un stage dans l'entreprise Samtech, prend place dans ce cadre et vise à développer des outils nécessaires à une meilleure connaissance de leur fabrication. Plus spécifiquement, il vise à analyser l'effet de défauts de fabrication sur les propriétés de ces matériaux. Pour ce faire, un défaut en particulier est étudié dans ce travail, la "waviness". Ce défaut est couramment obtenu lors de la cuisson de structure composite en sac à vide. La détermination de l'influence de ce défaut sur les propriétés mécaniques des composites est d'un grand intérêt pour les constructeurs aéronautiques. Cette étude se concentre sur la modélisation par éléments finis d'un test en compression réel qui sera réalisé sur des éprouvettes présentant ce défaut. L'objectif premier étant de fournir un dimensionnement de ce test afin que celui-ci puisse débuter. Un modèle simple présentant des hypothèses assez forte est d'abord utilisé pour un premier dimensionnement. Plusieurs pistes d'amélioration du modèle sont ensuite proposées. Le premier modèle simple a permis de dimensionner le test, plusieurs types d'éprouvettes étaient en effet considérées et la présente étude a permis de déterminer certaines éprouvettes problématiques. Les chargements critiques déterminés ici pourront aussi être comparés aux résultats des tests réels une fois ceux-ci réalisés. Différentes améliorations du modèle ont ensuite été proposées, permettant notamment le relâchement de l'hypothèse de densité de fibres constante dans le défaut et dans le reste du laminé. Les résultats de ces améliorations possibles doivent cependant être analysées plus en détails et constituent principalement des perspectives d'amélioration du modèle pour la continuation de ce projet.