Optimisation de structures composites raidies lanceur par composants

L’optimisation structurale est un enjeu majeur dans le domaine des lanceurs. Celle-ci permet de diminuer l’indice constructif d’un étage afin d’augmenter la capacité d’emport de charge utile mais aussi de diminuer les coûts de fabrication et donc le coût de lancement pour être plus compétitif.

Le stage s’inscrit dans le cadre du développement d’un outil de dimensionnement de structures composites raidies avec la mise en œuvre de techniques d’optimisation qui s’intègre dans un outil plus global de conception de structures lanceur en cours de développement en interne CNES.

Des travaux de thèse (2019-2022) ont permis de développer une méthode permettant d’optimiser simultanément des empilements composites et des chemins de raidissement innovants via une méthode d’optimisation bi-niveau de stratifiés composites. Dans l’optimisation structurelle de premier niveau, les propriétés matériau anisotropes locales de la peau de la structure sont optimisées simultanément avec la disposition des raidisseurs, via un algorithme à gradient. L’optimisation des chemins de raidissement repose sur une méthode d’optimisation topologique à base de composants, qui permet itérativement de mettre à jour un modèle éléments finis de la structure de raidissement sans remaillage.

Cette méthode a été développée et validée sur des cas tests académiques, et appliquée au pré-dimensionnement d’une jupe de lanceur Ariane 6 aboutissant à un outil développé en MATLAB. Elle permet d’obtenir des concepts innovants de structures composites raidies plus légers que les structures métalliques de référence.

L’objectif du stage est de prendre en main l’outil existant, de mettre en place d’autres cas de validation pour couvrir l’ensemble des configurations de structures lanceur et de comparer la performance de l’outil avec un outil interne de dimensionnement de structures composites raidies par lisses et cadres.

L’outil sera validé sur des structures composites lanceur existantes (Ariane 6 ou Callisto).

Le stage pourrait débuter en Mars 2025.

#J-18808-Ljbffr