Vol 6 - Numéro 2

Incertitudes et fiabilité des systèmes multiphysiques

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L’emboutissage profond et la technique de réalisation de formes non développable par déformation plastique à froid de la tôle en utilisant généralement des outils doubles effets et qui nécessite un grand effort d’emboutissage, les déformations engendrées par l’emboutissage profond conduisent à des modifications de l’épaisseur de tôle, qui dans certaines zones s’amincissent en entrainant à un amincissement excessif ou une rupture, alors que d’autres soumises à la compression ou au retreint ont tendance à s’épaissir en générant des plis ou des ondulations, ce qui rend ce process plus difficile et pose un grand problème aux industries de fabrication des grandes pièces, notamment l’automobile, d’où l’intérêt d’agir sur les paramètres impactant l’emboutissage profond pour supprimer ces défauts. Dans ce papier, un aperçu sur les différents facteurs impactant la formabilité des pièces issues du procédé d’emboutissage profond et qui engendrent des défauts d’aspects comme les plis, ondulations, casses.

Ce travail vise à améliorer le gain la matière d’un produit multi-composant optimisé sans affecter ses dimensions et ses performances.la réduction de poids a été obtenue par l’optimisation de la topologie en utilisant la méthode SIMP.Dans un premier temps, la pièce a été modélisée géométriquement par le logiciel Catia V5R21, puis un solveur ANSYS est appliqué pour choisir le matériau adéquat et étudier les charges et les contraintes agissant sur le composant du système multi-composant « perforatrice » ; une réduction de masse jusqu’à 64% sera réalisée sur l’optimisation topologique de la pièce étudiée. Ensuite, les résultats obtenus sont comparés avec d’autres résultats de la littérature. Cette réduction significative de la masse et de volume sans altérer les caractéristiques mécaniques du système, avec une amélioration des performances. Mettant en oeuvre l’optimisation topologique à l’aide du logiciel de calcul par éléments finis ANSYS, Cette réduction à une influence très importante sur le temps de la fabrication ainsi que le coût de la pièce. Finalement la mise en oeuvre de la méthode SIMP à l’aide d’ANSYS nous a permis de déterminer une configuration optimale des composants mécanique pour l’impression 3D selon des paramètres préétablis avec une rigidité suffisante.

This review seeks to classify the different developments of the Reliability-Based Topology Optimization (RBTO) according to their formulations and methods. According to the RBTO formulations, two standpoints (topology and reliability standpoints) are generally treated, while according to methods, they are divided into loop and mixed methods. The different trends and gaps are discussed later. The selected publications over the last two decades (from December 2001 to December 2021) contain the term RBTO in their title and restricted to English language. There are several other publications, which have been written in other languages and some others containing the integration of the reliability analysis into topology optimization, but the RBTO was not included in their titles. These two types of publications are unfortunately not included in this review since it is the objective to provide the readers (especially the new researchers) a good guide (map) to the different RBTO developments and applications. Some additional publications considering other objective and constraint functions and dealing the RBTO with microstructural levels are also included since they were realized under the same period and containing the term of RBTO in their title. The first publication of the Reliability-Based Topology Optimization model was a technical report at Aalborg University in Denmark, published in December 2001. It was a new model where many critical discussions appeared between the topology optimization community and the reliability one during 2002 and 2003 (in several meetings and conferences). That led to delay the appearance of the first journal articles until 2004. According to the author’s knowledge, more than 70 journal papers and more than 25 other publications (conference papers, chapters, reports... etc.) have been found during the last two decades. Almost 50% of journal papers have been published during the last four years which means that there is a strong interest to implement this model.

La fabrication additive construit les objets à partir de fichier numérique et cela couche par couche. De nos jours, les technologies de fabrication additive sont en pleine développement, et sont utilisées dans plusieurs domaines industrielles : médicale, automobile, aéronautique, agriculture. Elle présente un nombre important d’avantages, notamment la réduction de masse, la liberté de conception, la réduction des déchets et le prototypage rapide. Avec une large sélection de matériau possible à utiliser. Dans ce papier, un aperçu sur les différentes technologies englobant le terme fabrication additive, ainsi que les différents matériaux de fabrication, y compris une étude sur ses avantages et ses inconvénients comme point de référence pour la recherche et les développements futurs.

Dans le cadre du développement durable, face au double défi planétaire posé par l’épuisement imminent des ressources énergétiques fossiles et l’impact négatif de ces dernières sur l’environnement, l’utilisation des énergies renouvelables devient une bonne alternative. Aujourd’hui, l’installation de parcs éoliens dans le monde entier est en plein essor, et la recherche aérodynamique sur les éoliennes est hautement spécialisée. Grâce à la dynamique des fluides numérique (CFD), il est possible d’évaluer l’influence des charges sur les performances aérodynamiques de l’éolienne. Pour améliorer ses performances et sa fiabilité, une bonne modélisation de l’écoulement de l’air autour de l’éolienne est très importante. Dans cet article, l’étude est divisée en trois parties : Premièrement, l’étude aérodynamique de la pale a été réalisée avec ANSYS CFX. Deuxièmement, l’analyse modale en mode précontraint a été effectuée pour trouver les fréquences naturelles de la pale avec ANSYS MECHANICAL. La dernière partie est consacrée à l’étude de fiabilité de la pale de l’éolienne avec les méthodes FORM et SORM développées avec un code MATLAB.