Développement de méthodes numériques pour la conception robuste d'aubes de moteurs d'avion

Les travaux de doctorat présentés dans ce mémoire ont permis de développer deux méthodes dédiées à la modélisation stochastique des roues aubagées dans des contextes linéaires et non linéaires. Afin de répondre aux enjeux actuels, de prédiction à moindre coût du comportement vibratoire des roues aubagées en fonction de la variabilité des paramètres de conception, les deux méthodes proposées sont basées sur une méthode d’approximation non-intrusive : la méthode du chaos polynomial. En premier lieu, une application plus efficace de cette dernière est proposée pour les systèmes présentant une invariance par permutation, ou une invariance par permutation circulaire de leurs variables aléatoires comme pour le cas d’une roue aubagée. Les améliorations réalisées portent sur le calcul des coefficients du chaos et, en particulier, sur la réduction des évaluations requises en quelques points d’un sous-espace de l’espace des variables aléatoires. Après validation sur des systèmes analytiques, cette première méthode est appliquée à l’analyse de l’influence du désaccordage sur le comportement vibratoire de roues aubagées phénoménologiques et industrielles. Des gains significatifs en temps de calculs ont été obtenus sans dégradation de la précision des résultats de la méthode initiale. Dans d’autres cas, cette première méthode permet également d’améliorer de façon significative la précision des résultats tout en gardant les coûts de calcul initiaux. D’autre part, la seconde méthode proposée est consacrée à l’application efficace de la méthode du chaos polynomial aux systèmes non linéaires présentant une ou plusieurs discontinuités dans leurs réponses. Les développements réalisés portent sur la détection des discontinuités dans la surface de réponse étudiée, ainsi que sur la décomposition de l’espace des variables aléatoires en sousdomaines délimités par les discontinuités préalablement détectées dans le but d’y appliquer la méthode du chaos polynomial. Après l’étude de systèmes académiques non linéaires, la méthode proposée est appliquée à l’analyse de l’influence de deux paramètres de conception d’une aube industrielle sur sa réponse vibratoire en configuration de contact avec le carter environnant. Comparée aux méthodes du chaos polynomial et du chaos polynomial multiéléments, cette seconde méthode permet l’approximation, à faible coût de calcul et avec précision, des réponses discontinues et en particulier, au voisinage des discontinuités de la réponse de systèmes non linéaires. Mots-clés : désaccordage, roue aubagée, système à symétrie cyclique, méthode du chaos polynomial, multi-élément, contacts aube/carter, détection de discontinuité, propagation d’incertitude.