Une conception structurelle plus économique pour l'aéronautique
Les matériaux composites en polymère renforcé par fibres de carbone (CFRP) à paroi mince sont réputés pour leur capacité à absorber l'énergie et résister à la désintégration. Ils sont très appréciés dans l'industrie aéronautique en raison de ces caractéristiques associées à leur légèreté. Diminuer le poids permet de consommer moins de carburant. Il est clair que ces matériaux tolèrent des déformations répétées sans aucun effet sur leur comportement; toutefois, la question de savoir dans quelle mesure ces derniers peuvent supporter des chocs sans κtre gravement endommagés n'a pas encore été abordée. Les outils de simulation actuels ne permettent pas d'analyser l'impact des chocs sur les structures d'avion, entraînant des caractéristiques de conception un peu trop conservatrices. Le projet Cocomat («Improved material exploitation at safe design of composite airframe structures by accurate simulation of collapse») a été mis en place pour réaliser une étude approfondie de la désintégration d'un avion en matériaux composites CFRP et développer des simulations de désintégration précises. Les chercheurs ont comparé les analyses de désintégration réalisées par des partenaires sur des parties d'avion endommagées et intactes afin d'identifier des lacunes dans le logiciel de simulation existant. Ils ont développé des modèles de dégradation et conçu des panneaux de test en se basant sur cette étude comparative. Ils ont élaboré des méthodes de simulation de désintégration améliorées, centrées sur des modèles finis et perfectionnés en attente de certification ainsi que des outils de conception rapide visant à réduire les temps de conception et d'analyse. Ils ont ensuite enrichi la base de données expérimentale avec les tests réalisés sur des parties d'avion endommagées et intactes. Enfin, ils ont élaboré des directives de conception validées par des partenaires industriels. En résumé, le projet Cocomat a considérablement élargi la base de données existante sur les propriétés des matériaux CFRP en y intégrant la désintégration de structures endommagées et intactes dans des conditions de charge statique et oligocyclique. Les chercheurs ont fourni d'importants outils de simulation pour une conception rapide et des procédures de certification plus lentes, ainsi que des directives sur les caractéristiques de conception. Le projet Cocomat a ainsi permis de faire progresser la conception des structures de fuselage en matériaux composites CFRP. Les résultats devraient conduire à d'importantes réductions en coûts de développement et d'exploitation pour l'industrie de l'aéronautique européenne, se traduisant par une meilleure compétitivité, une consommation de carburant réduite et une planète moins polluée.
