Soutenance de thèse Luc AMAR le 19 mai 2017

Luc AMAR soutiendra sa thèse de doctorat, menée en cotutelle internationale avec l’Ecole Polytechnique de Montréal et préparée au sein de l’Institut Clément Ader, intitulée

« Contrôle passif non-linéaire d’un profil aéroélastique : simulation numérique et expérimentations »

Le 19 Mai 2017 à 10h00, salle des thèses ISAE-SUPAERO

Jury

• Mme Marianna BRAZA, Directeur de Recherche IMFT, Examinatrice
• M. Olivier DOARE, Professeur ENSTA-ParisTech, Rapporteur
• M. Christophe ELOY, Professeur Ecole Centrale Marseille, Rapporteur
• M. Frederick GOSSELIN, Professeur Ecole Polytechnique Montréal, Examinateur
• M. Eric LAURENDEAU, Professeur Ecole Polytechnique Montréal, Directeur de thèse
• M. Olivier MARQUET, Ingénieur de recherche ONERA, Examinateur
• M. Guilhem MICHON, Professeur ISAE-SUPAERO, Directeur de thèse
• M. Sébastien PROTHIN, Ingénieur-Chercheur ISAE-SUPAERO, Co-encadrant

Résumé
L’objectif de cette thèse est de contrôler passivement une instabilité dynamique appliquée au flottement d’un profil aéroélastique à l’aide de différents types d’Amortisseurs à Masse Accordés (AMA). Un profil 2D appelé Section Typique, représentatif du comportement dynamique et aérodynamique d’une aile d’avion, est utilisé tout au long de l’étude.

En première partie, l’état de l’art du contrôle passif des profils aéroélastiques est présenté et la problématique est définie. Une étude comparative de trois modèles mathématiques d’interaction fluide/structure appliqués à la Section Typique (Theodorsen, LUVLM et UVLM) met en valeur les forces et faiblesses de chacun. Le banc d’essai aéroélastique en soufflerie est présenté puis identifié (GVT).

En deuxième partie, les calculs des vitesses critiques de Divergence, d’Inversion des Gouvernes et de Flottement sont automatisés avec le modèle Theodorsen afin de réaliser une étude paramétrique du banc d’essai et mettre en lumière les variables de conception les plus influentes. L’analyse modale présente différentes bifurcations liées au changement soudain du mode instable. Ensuite, le même algorithme est utilisé afin d’analyser la suppression du flottement à l’aide de trois géométries d’AMAs linéaires. Un gain de 40% des performances en termes de vitesse critique de flottement est calculée pour une masse ajoutée de 1% de la masse de l’aile.

La dernière partie présente l’étude expérimentale et numérique d’un AMA non linéaire de type Nonlinear Energy Sink (NES). La singularité de cette configuration est d’utiliser le volet en tant qu’amortisseur et ainsi, ne pas ajouter de masse (FSI-VA). En soufflerie, six comportements non linéaires sous-critiques (en deçà de la vitesse de flottement dans la configuration linéaire) sont observés, identifiés et analysés. Les simulations numériques du même cas sont réalisées à l’aide des codes Theodorsen et UVLM. Un gain en vitesse critique de flottement de 8% est mesuré sans ajouter de masse.