Abstract FR:

Ce travail de recherche est consacré à l'élaboration d'un outil numérique fondé sur la méthode des équations intégrales duales et dédié à la prévision de la durée de vie des structures aéronautiques. Le logiciel développé permet, entre autres, la simulation du phénomène de multi-fissuration, observé notamment dans les assemblages boulonnés. Cette tâche est décomposée en cinq étapes : la première étape est consacrée à la présentation de la formulation de la méthode des équations intégrales directes, en déplacements et en tensions, et à sa mise en oeuvre numérique. La modélisation des fissures en modes mixtes est ensuite abordée en utilisant un élément original qui a permis la reproduction exacte des champs singuliers en fond de fissures. La troisième étape porte sur la simulation de la propagation de fissures et l'estimation de la durée de vie des structures ; la prévision des trajets de propagation fait intervenir les facteurs d'intensité de contraintes dans un critère prévoyant la direction. Ainsi l'accroissement de la fissure est appliqué selon cette direction. La modélisation des assemblages boulonnés multi-fissures est ensuite développée après avoir présenté au préalable le traitement numérique du contact en 2D par la méthode des équations intégrales. La simulation complète du phénomène de multi-fissuration sur des éléments structuraux est entreprise dans la cinquième partie. Une approche probabiliste fondée sur la méthode stochastique de Monte-Carlo est décrite pour tenir compte des dispersions liées aux matériaux. Après avoir défini un grand nombre de scénarios aléatoires possibles, on simule l'évolution de la structure pour chaque scénario, pour enfin avoir une estimation statistique des résultats. Une comparaison des résultats numériques à des résultats expérimentaux obtenus au laboratoire central d'AEROSPATIALE de Suresnes a permis de valider chaque étape du développement du logiciel. Ces travaux ont conduit à la réalisation d'un logiciel parfaitement opérationnel nommé PRF2D. Il est exploité industriellement par l'AEROSPATIALE.