+ 2018 OPTIFRAC – Optimisation topologique à partir de formes fractales

projet inter Carnot

Porteur du projet

Ronan Legoff centre technique IPC Oyonnax

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Laboratoire(s) membre(s)

Centre technique industriel Innovation Plasturgie Composites – IPC

Axe(s) de recherches

Transports
Énergies
Matériaux multifonctionnels recyclables
Ingénierie pour le vivant

Objectif : exploiter les structures lacunaires multi-échelles pour l’optimisation topologique et la conception de produit. Le principe de l’optimisation topologique en tant que processus mathématique est de permettre de déterminer un agencement géométrique (connexion, forme, position) dans un espace de conception défini initialement. Industrialisée pour résoudre des problèmes de mécanique des structures, cette méthode autorise une grande liberté de forme et offre des gains résistances/poids remarquables. L’originalité de ce projet est de combiner l’optimisation topologique avec des structures à fort potentiel d’allègement que sont les géométries lacunaires multi-échelles. En pilotant l’architecture du matériau, il devient possible de contrôler la taille, la forme et la distribution des vides dans un produit.

Économiser de l'énergie par gain de masse tout en conservant de bonnes propriétés de structure est un défi technologique crucial pour l’industrie. Plus précisément, la problématique aborder est la conception de pièces soumises à un ensemble de contraintes mécaniques et thermiques en utilisant le moins de matière possible. Nous souhaitons apporter de nouvelles solutions exploitant des matériaux dont la structure lacunaire est cette fois multi-échelle. Les développements récents de la géométrie fractale permettent de décrire des structures multi-échelles lacunaires tridimensionnelles déterministes variées et surtout d'en contrôler précisément la géométrie

L'objectif de ce projet est de réaliser un démonstrateur qui, à partir de la donnée d'une enveloppe géométrique et de propriétés physiques imposées, permette simultanément i) de générer automatiquement une structure multi-échelle lacunaire fractale remplissant cette enveloppe ii) de garantir que cette structure multi-échelle réponde aux contraintes physiques données iii) de minimiser la quantité de matière.