STIF

STructures en Interaction avec les Fluides

Responsable(s)

Michel Arrigoni

Hervé Laurent

Activités

Les travaux de recherche développés dans l’équipe STIF mêlent mécanique des fluides et mécanique des structures en combinant des études théoriques, numériques et expérimentales. Un premier objectif est de comprendre et optimiser le comportement de matériaux et de structures sous sollicitations de natures et d’intensité variées (multiaxiales, dynamiques, hydrodynamiques, vibratoires et thermiques) notamment dans des contextes de tenue en service ou de procédés de fabrication. Un second objectif aborde la modélisation des interactions entre les fluides et les structures, tantôt sous le prisme de la mécanique des structures, tantôt sous celui de la mécanique des fluides. Du domaine maritime à celui de l’aéronautique, en passant par la défense et la transition écologique, ces aspects mettent en jeu une large gamme de matériaux (métalliques, polymères, biosourcés, énergétiques, architecturés) et sont traités au travers de 3 axes de recherches complémentaires.

Compétences

Expérimentales
- Moyens d’essais dynamiques originaux (laser impulsionnel, lanceurs à gaz, barres d’Hopkinson, tube à choc, machine de choc, zone pyrotechnique, soufflerie subsonique)
- Expansion équibiaxiale, emboutis de laboratoire, dispositif courbe limite de formage.
- Visualisation haute vitesse (ombroscopie, strioscopie)
- Mesure en dynamique (DIC, PIV, Vélocimétrie Hétérodyne, vibrométrie laser, capteurs piézoélectriques)
- Mesure et caractérisation des propriétés fonctionnelles des états de surface
Numériques
- Méthodes asymptotiques numériques
- Méthodes SPH
- Solveurs GPU
- Méthodes de relaxation dynamique
- Jumeau numérique, calculs temps réel
- Schémas numériques pour la capture de chocs
- Intégrateurs variationnels discrets
- Couplage aéro-élastique non linéaire
- Développement de modèles de comportement thermo-mécaniques et vibratoires
- Modélisation de structures composites hybrides, d’absorbeurs d’énergie passifs
Théoriques
- Écoulements potentiels (surface libre, profils portants, impact hydrodynamique)
- Poutres courbes anisotropes en non linéarité géométrique
- Chocs et détonation en milieux gazeux et condensés
- Théorie des bifurcations
- Couplages multi-physiques/phasiques pour les équations hyperboliques
- Principes variationnels pour les systèmes dissipatifs

Axes de recherche

DFSM - Dynamique des Fluides et Structures Marines

Cet axe de recherche s’intéresse à l’étude des interactions entre les structures marines et les fluides environnants, avec ou sans surface libre. Les méthodes développées s’appuient sur une vision couplée fluides et structure, afin de déterminer leur réponse face à deux types de sollicitations :

Les sollicitations dynamiques subies par les structures et leurs conditions d’apparition ; pour préserver leur intégrité.

Les sollicitations dynamiques générées par des systèmes actifs et l’optimisation qui en découle (propulsion, production d’énergie, stabilité, manœuvrabilité). L’équipe dispose d’une expertise sur les sous-systèmes disposant de plans porteurs.

Ces thématiques sont traitées au travers d’approches expérimentales et de développements de modèles théoriques et numériques.

Référent : Matthieu Sacher

DRMF - Dynamique Rapide et Mise en Forme

L’axe Dynamique Rapide et Mise en Forme (DRMF) exploite des moyens d’essais originaux et développe de nouveaux modèles et schémas numériques pour la dynamique rapide des solides et des fluides. L’équipe étudie le comportement dynamique des fluides, des matériaux et des structures associant les très grandes vitesses de déformation et les hautes températures, régimes où la réponse mécanique est souvent dissipative. Les applications concernées sont, d’une part, la tenue en service, la vulnérabilité et la survivabilité des structures face aux impacts, chocs ou explosions ; et d’autre part les procédés de mise en forme et de fabrication pour les systèmes à haute valeur ajoutée.

Référent : Laurent Mahéo

DV2S - Dynamique Vibratoire et Stabilité des Structures

L’axe Dynamique Vibratoire et Stabilité des Structures (DV2S) s’intéresse à la caractérisation numérique et expérimentale de réponses vibratoires de structures, à l'analyse d'instabilités statiques et dynamiques, ainsi qu’au développement de méthodes numériques spécifiques pour la résolution de problèmes non linéaires et à la proposition de modèles réduits. Les cas d’applications vont des instabilités statiques à la dynamique rapide en passant par l’étude de flambement dynamique et à la réponse vibratoires de structures. Celles-ci sont soit composées de matériaux homogènes à comportement élastique ou élasto-plastique, soit composites, notamment biosourcés par l’usage de fibres naturelles légères et amortissantes.

Référent : Jean-Marc Cadou