Modélisation des dommages dans les matériaux composites

Modélisation des dommages dans les matériaux composites

Modélisation d’un impact sur une coque de dériveur en composite grâce à notre outil interne ALPS. La couleur représente le taux d’endommagement ©Ametra Research La quête d’une meilleure optimisation des structures, souvent liée à des critères écologiques et économiques, pousse à une adoption de plus en plus large des composites dans de nombreux domaines de l’industrie. Réaliser des avions, des trains ou des voitures plus légers permet de réduire leur consommation de carburant de façon significative, optimisant de fait leur coût d’utilisation et leur impact carbone. Ainsi, si cette amélioration incrémentale n’est pas une solution finale au challenge que représente la réponse aux dérèglements climatiques, elle permet de diminuer l’impact carbone des industries du transport le temps de développer une approche permettant de le réduire à zéro (voir ici par exemple). Les composites sont donc de bons candidats car leurs structures hétérogènes (composées de multiple matériaux) permettent de n’inclure des renforts que là où ils sont absolument nécessaires. Ces renforts se présentent en général sous la forme de tissus et/ou de réseaux de fibres hautes performances (Carbone, Verre, Aramide ou autres) enveloppés dans une résine servant de liant. Ainsi, le béton armé est tout autant un composite qu’une pièce en fibre de carbone et résine époxyde.  L’appellation « matériaux composites » classiquement utilisée par le grand public fait en général référence à un sous-ensemble de ces matériaux composites au sens large : les matériaux composites à matrice organique (CMO). Un CMO est un composite dont le liant est une résine polymère. C’est sur ce type de matériaux qu’Ametra Research travaille dans le cadre du projet ORCA. Comme explicité ci-dessus, les CMO présentent...
Le secteur ferroviaire en France et dans le monde : un exceptionnel potentiel de croissance

Le secteur ferroviaire en France et dans le monde : un exceptionnel potentiel de croissance

Trains dont les TGV, mais aussi tramways, métros… le secteur ferroviaire se porte bien malgré la crise, et s’annonce d’ores et déjà comme l’un des modes de transports les plus prometteurs des décennies à venir. D’où vient son potentiel, où en est-on aujourd’hui et quelles sont les grandes tendances qui se dessinent ? Un mode de transport à très fort potentiel depuis plusieurs années Indépendamment de la crise de la Covid-19, le secteur ferroviaire est en croissance constante, aussi bien en France qu’en Europe et dans le monde entier. Il répond en effet à un nombre d’enjeux importants : stratégiques, économiques… tout en décuplant les possibilités de déplacement des populations au travers de l’ensemble des systèmes et moyens de transport ferroviaires : tramway, train, métro, TGV, c’est-à-dire l’ensemble des moyens de transport sur rails, et parfois sur pneus. Depuis plusieurs années, tout le secteur connaît une forte croissance et celle-ci est amenée à perdurer. Plusieurs raisons l’expliquent. D’un point de vue environnemental par exemple, on sait aujourd’hui que le transport ferroviaire est celui qui génère le moins de pollution par passager. Il répond donc bien aux défis climatiques et environnementaux du moment, mais aussi aux problématiques liées aux mouvements de population intra-muros, autour des villes, entre les villes et dans de nombreux cas, entre différents pays. Lorsque la distance à parcourir est inférieure à 1000 km, le train (et notamment le TGV) peut vite devenir plus compétitif que l’avion, grâce à un réseau de gares souvent implantées au cœur des villes, ce qui garantit une accessibilité facile et des temps de transport raisonnables. Ces différents avantages expliquent que le...
Le stockage de l’hydrogène pour l’industrie navale

Le stockage de l’hydrogène pour l’industrie navale

Le développement de nouvelles sources d’énergie et de nouvelles technologies de stockage est un élément clé pour une mobilité navale plus écologique.  En outre, l’impact stratégique de nouveaux vecteurs énergétiques tels que l’hydrogène ou le méthanol a déjà été démontré dans le domaine maritime avec le système de propulsion indépendant de l’air (Air Independent Propulsion) de Naval Group. Dans le contexte actuel de décarbonation des mobilités et avec la volonté de l’Union Européenne de développer la production d’hydrogène vert à l’horizon 2030, Ametra Group renforce son expertise pour proposer des solutions pour la conception de système de stockage d’hydrogène pour l’industrie navale.  Dans le but de proposer un éventail toujours plus large de services, Ametra travaille en parallèle à l’étude de l’intégration de piles à combustibles sur des navires et à la valorisation de ses sous-produits pour, par exemple, réaliser de la cogénération (électricité / chaleur) ou récupérer de l’eau pure facilement valorisable à bord d’un navire. Une approche nouvelle Parmi ces nouvelles études, l’utilisation de jumeaux numériques (Digital Twins) est prometteuse. Élément clé de l’industrie 4.0, un jumeau numérique est une version numérique de l’état d’utilisation actuel d’un équipement qui prend en compte son historique de fonctionnement (accidents, pannes passées etc.). Le jumeau numérique est ainsi un modèle physique de l’équipement nourri par des données de l’équipement réel (son jumeau réel). Ces jumeaux numériques permettent à l’aide d’algorithmes d’apprentissage automatique (Machine Learning) de prévoir les maintenances à venir, c’est la maintenance prédictive. Elle permet de prévenir des défaillances futures, d’estimer la durée de vie restante et in fine d’optimiser au mieux l’investissement dans le système et la continuité...
Usine du futur : enjeux de l’Internet Industriel des Objets (IloT)

Usine du futur : enjeux de l’Internet Industriel des Objets (IloT)

Selon une étude menée par IndustryARC, le marché de l’IoT Industriel devrait atteindre une valeur totale de près de 124 milliards de dollars d’ici à 2021, soit une croissance de 21% entre 2016 et cette date. Une autre étude de Strategy& PWC prévoit que d’ici 2020, quatre entreprises sur cinq auront numérisé leurs industries en Europe, avec un effort annoncé de 140 milliards d’euros par an. Qu’est-ce que l’IloT ?  L’IloT désigne l’Internet Industriel des Objets. L’acronyme est né sur la base de l’Internet des Objets (IoT ou Internet of Things, IdO en français) appliqué au secteur de l’industrie. L’IloT comprend notamment le Big Data, le machine-to-machine ou M2M, à savoir la communication entre machines sans intervention humaine et grâce à une technologie tierce (RFID notamment), ainsi que le machine learning. source L’Internet Industriel des Objets consiste à faire communiquer entre eux et avec les personnes différents objets connectés dans la chaîne industrielle. Par exemple, une machine va pouvoir échanger avec un objet et savoir s’il doit être coupé, manipulé ou encore renvoyé vers une autre machine… simplement en communiquant avec lui !  Les objets peuvent être des pièces, mais aussi des matières premières ou ébauches, qui vont en dialoguant pouvoir indiquer quels traitements ils doivent recevoir.  Sont donc concernés les machines et les différents terminaux communicants, mais aussi les infrastructures, les experts, les clients ou encore les fournisseurs qui interagissent avec les données. Les apports principaux de l’Internet Industriel des Objets  L’Industrial Internet of Things peut apporter de nombreux atouts : Un gain important de productivité; Une vue à 360° sur les opérations; Un suivi des actifs en...
La prise en compte du facteur humain dans  les projets de développement

La prise en compte du facteur humain dans les projets de développement

Prendre en compte le facteur humain dans les projets, en particulier dans le secteur de la Défense, implique de spécifier les exigences qui permettent la prise en compte de l’utilisateur final dans le développement des équipements et outillages concernés. Il peut notamment s’agir des éléments suivants : Ergonomie physique (poste de pilotage, manutention d’équipements); Ergonomie visuelle; Prise en compte du stress opérateur dans les opérations; Interaction homme machine (IHM); Interprétation des données; Prise de décision… Cette réflexion est de plus en plus présente, au point que de nombreuses entreprises décident de créer un service dédié pour anticiper et gérer les facteurs humains. En réalité, évoquer ce thème implique deux sujets : le facteur humain à proprement parler (ergonomie, etc.), mais aussi la psychologie des utilisateurs finaux au travail. Des indicateurs sont souvent mis en place chez les clients, ce qui implique de bien intégrer cette dimension dans la manière de gérer chaque projet de développement. Cela fait naître de nouveaux items de spécification qui n’existaient pas il y a encore 5 ou 10 ans. Comment retranscrire de manière optimale une information ? Comment bien l’interpréter, à partir de quels symboles ? Comment raccourcir le processus entre l’homme et la machine, afin  que la compréhension de l’opérateur et ses prises de décision soient facilitées ? Ces questions évoluent aussi avec l’essor du numérique : réalité virtuelle et augmentée, tablettes, écrans… on trouve désormais des éléments plus visuels et ergonomiques, sur les postes de commande par exemple. Bien que l’on parle ici du secteur de la Défense, la problématique du facteur humain peut se retrouver dans tous les types de sociétés. C’est le cas par exemple pour des activités de manutention, lorsque des personnes doivent porter...
L’aviation du futur : le projet HELIOS

L’aviation du futur : le projet HELIOS

Le projet HELIOS est un projet interne à AMETRA, développé dans le cadre de la nouvelle cellule R&D Ametra Research. L’objectif du projet est d’aboutir à un système de distribution 100% électrique pour les réseaux aéronautiques, ce qui inclut aussi la propulsion. Ces recherches s’inscrivent dans le contexte de l’avion plus électrique (More Electric Aircraft, MEA) Cadre, contexte et challenges du projet Helios Le but du MEA est, entre autres, le remplacement des réseaux de transmission de puissance hydraulique et pneumatique par de l’électrique. Pour cela il faut augmenter la transmission de puissance électrique et ainsi : augmenter le courant ou augmenter la tension; Le problème est que si l’on augmente le courant, on augmente aussi le volume et le poids des câbles. Ainsi, pour augmenter la transmission de puissance sans modifier le courant, on doit augmenter la tension. Sur cette base, des tests par paliers et selon différents scenarii peuvent être réalisés, en se posant par exemple la question : “sur 540V en continu au niveau de la tension réseau, que se passe-t-il?” L’un des points les plus impactants est le bouleversement au niveau de la tension du réseau. À l’heure actuelle, l’avion le plus avancé au sens du MEA est le Boeing 787, qui intègre du 270 V en courant continu en plus d’un réseau électrique conventionnel (115 V courant alternatif et 28 V courant continu). Les évolutions vont permettre de passer à 540 V continu, puis à 1000 V continu pour les gros porteurs. La question de la tension implique aussi des problématiques de maintenance et de sécurité. Des arcs électriques apparaissent déjà à 270 V en...
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