Chapitre I Introduction : Objectif de l'étude - OATAO (Open Archive ...

Le comportement au crash des matériaux métalliques est bien connu. Il a été
popularisé par les images de crash test automobile. L’énergie du choc est absorbée par la
déformation plastique des métaux. Avec les matériaux composites, cette plastification n’est
pas possible, du fait du comportement fragile des fibres de carbone. Ce dernier point a défrayé
la chronique en septembre 2007, lorsqu’un reporter américain reconnu a réalisé un reportage
(à la validité scientifique douteuse) mettant en cause la sécurité du futur Boeing B787
(HDnet’s Dan Rather report n°231 : ‘plastic planes’). En pratique, les matériaux composites
peuvent présenter une capacité spécifique d’absorption d’énergie importante, à condition
qu’ils adoptent un mode de ruine progressif et efficace. L’énergie est absorbée non plus par
déformation mais par la création de multiples dommages dans le matériau, qui est
progressivement fragmenté. Des structures composites spécialement conçues comme
absorbeur d’énergie, par exemple des nez de « formule 1 » (Figure 2) ont montré leur
efficacité.
Figure 2 : Crash test d’une voiture de formule 1 comportant un nez en matériaux composites
Certaines de ces pièces ont déjà été intégrées dans des structures aéronautiques. Des
planchers d’hélicoptère sont notamment conçus avec des poutres sinus développées pour
absorber de l’énergie. La mise au point de ces absorbeurs reste très délicate (Figure 3). Pour
obtenir de manière fiable des performances élevées, le mode de ruine du matériau doit être
parfaitement stabilisé. Ce qui est extrêmement difficile dans le cadre des scénarios de crash
complexes, comme par exemple celui d’un avion de ligne devant se poser avec les trains
d’atterrissage rentrés. Des campagnes d’essais coûteuses sont donc nécessaires pour certifier
un haut niveau de performance. Pour optimiser le comportement au crash des structures
composites, le développement de simulations numériques efficaces est nécessaire.
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