Modélisation interactive de paramètres rhéologiques et géométriques pour des procédés d'injection sur renfort

Abstract

RÉSUMÉ Le procédé RTM consiste à injecter une résine thermodurcissable dans un moule rempli d'un renfort fibreux. Plusieurs paramètres sont impliqués dans la simulation numérique de ce procédé. Certains paramètres sont relativement complexes : la définition des caractéristiques rhéologiques et chimiques de la résine, par exemple, ou la définition des caractéristiques physiques de la préforme. Il existe dans la littérature plusieurs modèles paramétriques pour décrire la variation d'un paramètre physique tel que la viscosité d'une résine en fonction de la température, du temps et/ou du degré d'avancement de la réaction chimique. Cependant, l'identification expérimentale des coefficients de tels modèles est une opération coûteuse. L'utilisation de modèles interpolés constitue alors une alternative aux modèles paramétriques. Ce mémoire se consacre à la conception et à l'implémentation d'un système d'édition interactive des paramètres de simulation du procédé RTM. Nous insistons principalement sur les paramètres de simulation auxquels il est possible d'associer une fonction d'une ou deux variables indépendantes. Un aspect important de ce travail consiste donc à l'élaboration d'une bibliothèque de courbes et de surfaces, constituée de modèles paramétriques et de fonctions d'interpolation. La conception orientée objet de cette bibliothèque est importante, puisqu'elle nous permet d'intégrer rapidement de nouveaux modèles paramétriques au code de calcul, tout en laissant la possibilité aux utilisateurs du logiciel d'avoir recours aux modèles interpolés. Un interpréteur a été développé pour ce projet. La représentation d'un fichier texte en arbre qu'il génère est une caractéristique importante du système que nous proposons. Elle nous permet d'enregistrer sur disque, mais surtout de construire en mémoire vive des objets complexes. La visualisation et l'édition interactive de courbes et de surfaces constitue un aspect important de ce travail. Nous présentons une bibliothèque graphique orientée objet permettant la visualisation dynamique d'une scène 3D. Cette bibliothèque est implémentée dans le langage graphique OpenGL. Nous utilisons cette bibliothèque pour la construction d'un éditeur de courbes et de surfaces interactif. Un modèle d'encapsulation des interfaces utilisateur qui s'est avéré très intéressant d'un point de vue génie logiciel est aussi présenté. Finalement, nous démontrons les nouvelles fonctionnalités du code de calcul par un exemple complet de simulation du remplissage et de la cuisson d'une pièce dont la cinétique chimique est modélisée par krigeage et dont les conditions frontières thermiques varient dans le temps. CONTENU Revue des paramètres rhéologiques et géométriques du procédé RTM -- Loi de Darcy -- Présentation des familles de paramètres physiques -- Drapage -- Taux de fibres -- Compaction d'une préforme -- Perméabilité -- Modèles de viscosité -- Cinétique de polymérisation d'une résine -- Bibliothèque de courbes et de surfaces -- Conception et programmation orientées objet -- Fonctions explicites et fonctions paramétriques -- Modèles explicites et fonctions paramétriques -- Modèles paramétriques et fonctions paramétriques -- Lecture/écriture d'objets complexes -- Ensembles de points de contrôle -- Courbes -- Surfaces -- Exemples de fichiers de courbes et de surfaces en format Dataflot -- Évaluation d'une fonction de N variables indépendantes -- Modèle paramétrique général interprété -- Bibliothèque graphique -- Classes de visualisation -- Sélection d'un objet graphique avec OpenGL -- Interaction avec les courbes et les surfaces -- Objets graphiques -- Encapsulation d'une interface utilisateur -- Visualisateur de courbes -- Visualisateur de surfaces -- Sous-système de chargement d'une courbe contenue dans un fichier -- Éditeur de courbes -- Éditeur de surfaces -- Aperçu sur le logiciel Dataflot -- Utilisation des courbes et des surfaces dans Dataflot et FLOT149 -- Classes de calcul -- Utilisation des courbes et des surfaces dans la définition d'une résine -- Généralisation des fonctions de viscosité et de polymérisation d'une résine -- Fichier d'entrée de Flot -- Classe d'interface -- Architecture de Dataflot -- Commentaires sur l'architecture de Dataflot -- Association d'une fonction à un paramètre de simulation -- Ajout d'un modèle paramétrique à Dataflot et FLOT -- Résumé sur l'utilisation présente et à venir de la bibliothèque de fonctions -- Reconception de la gestion de base de données dans Dataflot -- Simulation du remplissage et de la cuisson d'une pièce moulée par RTM.