Amortissement de structures par film viscoélastique : Application au propulseur composite amorti

Contexte :
- L'amélioration des méthodes de conception de structure en composite amortie présente de nombreux intérêts industriels pour les chantiers navals : réduction de la signature acoustique et amélioration de la durée de vie. En particulier les patchs viscoélastiques intégrés dans les structures composites permettent de dissiper de manière passive les vibrations en chaleur.
- L'intégration à la fabrication de la couche viscoélastique dans le composite étant une étape complexe et à risques, il est nécessaire de fiabiliser la conception de la structure pour justifier l'emploi d'un tel assemblage. D'un point de vue général, le calcul et l'analyse de la réponse vibratoire de structures immergées demeurent des processus coûteux dans l'industrie navale, de par la taille et la complexité des structures en jeu, ainsi que leur couplage fort avec un fluide lourd. Les calculs sont alors lourd à mener et limitent les configurations explorables en bureau d'études.
Objectifs :
- Les enjeux industriels de la thèse sont précisément de pouvoir :
- évaluer quantitativement, et justifier, le gain de performance en discrétion acoustique apporté par l'ajout de films viscoélastiques dans les structures,
- d'améliorer l'efficacité des dispositifs amortissants en optimisant leur intégration dans les structures composites et métalliques (position, épaisseur, choix matériau).
- Plus généralement la thèse permettra également :
- d'acquérir de meilleures connaissances sur les forces et les limites des films viscoélastiques, et de pouvoir proposer des recommandations pour leur intégration dans les structures,
- de disposer de méthodes d'identification mixtes numériques-expérimentales, se basant sur des essais vibratoires et des modèles numériques, pour identifier les lois de comportement et les paramètres,
- de progresser dans la modélisation mathématique et physique de structures visco-contraintes (des non-linéarités induites par les précontraintes issues des contraintes résiduelles inhérentes au procédé de fabrication, et également au chargement en condition nominale, peuvent entrer en jeu),
- de valider une méthodologie de calcul d'ensemble pour des structures composites amorties,
- de mettre au point le calcul efficace de l'impact de la variabilité des caractéristiques des matériaux sur les quantités vibratoires,
- de contribuer au développement du savoir-faire dans le domaine du comportement des matériaux composites et élastomères.
Afin de réduire drastiquement les temps de calculs, de propager numériquement les incertitudes relatives aux matériaux jusqu'aux performances dimensionnantes, et d'optimiser l'emplacement des patchs viscoélastiques au sein des structures composites, des approches de métamodélisation seront développées.