Fabrication Additive : Les IRT SystemX et Saint Exupéry coordonnent leurs travaux au service du dimensionnement et de la durabilité des structures lattices

Lancé en Juin 2018, le nouveau projet inter-IRT LATTICES d’une durée de 24 mois ambitionne de lever les verrous technologiques actuels liés à la conception et à la réalisation de structures lattices par fabrication additive métallique. Ce projet s’attache en particulier à développer des outils de simulation et de modélisation du comportement mécanique de ces structures à l’aide d’une approche multi échelles tenant compte des propriétés singulières du matériau et des variabilités géométriques intrinsèques au procédé de fabrication. L’objectif est de doter les bureaux d’étude d’outils d’aide à la conception et au dimensionnement de structures lattices robustes. Il couple les sous-projets DSL (Durabilité des Structures Lattices) de SystemX et LASER (LAttice Structures for Engines and Launchers) de Saint Exupéry.

Particulièrement plébiscitées dans les industries aéronautiques et spatiales, les structures « lattices[1] » ou « treillis » produites en fabrication additive – et plus précisément par le procédé de fusion laser sur lit de poudre – permettent d’alléger les structures et d’intégrer de nouvelles fonctions (stockage de carburant, échangeurs thermiques, absorption d’énergie, …). Cependant, ce processus d’élaboration induit des microstructures singulières et introduit des dispersions dans la géométrie des structures lattices élémentaires (variabilité dimensionnelle des mailles, états de surface, section des poutres, etc.) qui sont susceptibles d’altérer la durabilité des pièces en service.

SystemX, unique IRT dédié à l’ingénierie numérique des systèmes du futur, et Saint Exupéry, IRT des filières aéronautique, espace et systèmes embarqués disposant d’un centre de compétences sur les matériaux métalliques et procédés, unissent leurs expertises dans le cadre de leurs projets respectifs DSL et LASER. D’une durée de 24 mois, ces projets visent à étudier l’impact des variabilités liées au procédé de fabrication sur l’état de la matière, la résistance mécanique et la durée de vie de la structure fabriquée. Ces travaux seront réalisés sur des structures lattices soumises à des sollicitations mécaniques quasi statiques à température ambiante. In fine, cette expérimentation permettra d’élaborer un modèle numérique de simulation des comportements élasto-plastiques des pièces par réduction de modèle. Elle débouchera sur la création d’un démonstrateur proposant des outils d’aide à la conception et à la validation des structures lattices.