Etude de l'écoulement de l’énergie vibratoire dans les structures composites. Application à la détection des défauts de plaques multicouches

Abstract

Dans le présent travail, nous avons étudié le problème de la modélisation du comportement vibratoire des structures composites. Nous nous sommes intéressés à l’utilisation de la méthode des éléments finis pour l’étude de l’écoulement de l’énergie et de la puissance dans ces structures. Afin d’analyser le comportement dynamique des structures composites, nous avons utilisé une approche générale sur la théorie des matériaux composites unidirectionnels. L’étude théorique nous a permis de développer quelques connaissances sur les constituants de base ainsi que sur les équations physiques pour l'estimation des propriétés mécaniques équivalentes. Avec l’utilisation de la méthode des éléments finis, l’évaluation des flux d’énergie est discutée pour divers exemples d’applications et a permis de déterminer les principaux chemins d’écoulement de l’énergie vibratoire. La connaissance des chemins de l’écoulement de cette énergie est un moyen de contrôle du comportement de la structure, elle s’avère sensible aux variations géométriques, dynamiques et matérielles. Un domaine d’applications du principe de l’écoulement de l’énergie est discuté dans ce mémoire, qui est le domaine de la détection des endommagements. Cette investigation est basée sur le fait que la présence d’endommagement altère le mécanisme de dissipation d’énergie dans une structure à cause de l’augmentation du taux d’amortissement au voisinage de la position de ce défaut. Les perspectives de recherches seront orientées vers le développement d’une méthode directe de localisation des défauts de structures utilisant les notions de l’écoulement de l’énergie vibratoire, puisque la sensibilité de ce moyen d’analyse a été prouvée. En étudiant les résultats obtenus grâce cette technique, on peut aisément se prononcer sur son énorme potentiel dans le domaine de la détection des défauts, sauf qu’il va falloir exprimer un indicateur cohérant basé sur cette grandeur énergétique qui est le flux d’énergie.