+ 2018 Implémentation et mise en situation de composite actif pour le transport.

projet inter laboratoires IMPACT

Porteur du projet

Simon Chesne LaMCoS INSA Lyon

Simon.chesne@nullinsa-lyon.fr

Laboratoire(s) membre(s)

Axe(s) de recherches

Objectif : mise en situation de deux smart structures et la démonstration de leurs capacités de fonctionnalisation. Ce projet repose sur une synergie de compétences à travers l’institut CARNOT I@L autour des domaines de la mécanique, la dynamique des structures, la vibroacoustique, l’automatique, l’électronique et la conversion d’énergie électroactive. Ces smart structures, issues de précédents projets communs entre le LaMCoS et le LTDS, sont déjà fabriqués et disponibles.

L’utilisation massive de matériaux composites pour alléger les structures mécaniques et diminuer leur impact écologique induit des problèmes industriels importants mettant en cause la sécurité et le confort des systèmes et utilisateurs (environnement vibratoire, instabilité, phénomènes de fatigue et d’endommagement dans les composites). Cependant, l’utilisation de structures composites laisse la possibilité d’intégrer au cœur de la matière des transducteurs ouvrant ainsi une voie vers la fonctionnalisation de la matière et des structures. Les fonctions les plus couramment recherchées sont liées au contrôle vibratoire, à la surveillance et à la récupération d’énergie.

Le challenge adressé par le projet IMPACT est l’utilisation et la mise en situation d’une nouvelle classe de prototype conçu à base de matériaux composites intégrant totalement des réseaux de transducteurs piézoélectriques ainsi que la connectique associée. Les éléments piézoélectriques ainsi incorporés dans les pièces composites peuvent assurer plusieurs fonctions. Tout d’abord la récupération d’énergie afin de rendre certaines fonctionnalités de la « smart structure » énergétiquement autonome. Les autres fonctionnalités envisagés dans ce projet portent sur la focalisation de flux d’énergie vibratoire (auscultation les structures, détection de défaut) ou l’alimentation de capteurs de proximité (détection d’impact).

Le projet IMPACT a donc pour objectifs (i) de mettre en situation de prototypes de smart composite déjà existants (voiture à échelle réduite et spoiler automobile), (ii) de faire un bilan à l’échelle des échanges énergétiques mécano-électriques et électromécaniques et (iii) d’optimiser la synergie des différentes « smart functions » au sein d’une même structure autonome. 

Ces nouveaux matériaux composites actifs posent de nombreux défis scientifiques et technologiques mais offrent des perspectives importantes d’innovations industrielles. Le projet IMPACT s’appuie sur les compétences reconnues du LaMCoS, du LGEF et du LTDS autour de la dynamique des structures composites et électroactives. C’est un projet fédérateur entre partenaires Lyonnais autour de prototypes innovants. Les complémentarités et l’ouverture des chercheurs qui y participent devraient conduire à de réelles avancées dans cette thématique émergente et par définition pluridisciplinaire et multiphysique. Ce projet devrait permettre d’accroître la visibilité internationale et industrielle de nos équipes de recherche ainsi que de l’Institut Carnot.


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La « Smart-car ». Coque composite avec inserts piézoélectrique.


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Principe des systèmes autoalimentés

 

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