Projet TACTIC
Le projet TACTIC se consacre à l’analyse et à la modélisation du procédé de thermoformage des stratifiés comélés, renforcés dans l’épaisseur par piquage, avec une attention particulière portée aux aspects tribologiques. Le rôle du frottement y est essentiel, aussi bien lors de la phase de piquage que durant la mise en oeuvre. Les orientations variées des couches de renfort entraînent des glissements relatifs importants entre celles-ci. Pendant le procédé, les fibres piquées se déplacent tout en maintenant un point de piquage fixe dans chaque couche, mais en glissant d’une couche à l’autre. De nouvelles lois tribologiques seront développées pour modéliser les frottements, en les intégrant à des
modèles de déformation tenant compte de la tension des fils, du cisaillement dans le plan, et d’un frottement sensible à la température. Une attention particulière sera accordée à l’analyse expérimentale et à la formulation de lois de frottement décrivant la transition du frottement sec au frottement lubrifié. Ces lois prendront en compte les transitions de phase, la thermocinétique, ainsi que la viscosité de la matrice polymère, dépendante de la température. L’étude se penchera également sur l’influence du temps de formage et sur la relaxation de la structure fibreuse au cours du processus. Sur la base de ces modèles, une approche numérique sera mise au point afin de prédire le glissement relatif, la thermocinétique et les défauts tels que le froissement ou le glissement. Cet outil offrira également des solutions de conception optimisées pour définir un motif de piquage adapté, ciblant les zones critiques, évitant les défauts de froissement et optimisant la distribution des déformations afin de minimiser les contraintes résiduelles dans la structure fibreuse. Ces avancées contribueront à la fabrication de pièces parfaites, notamment pour les formes complexes et non développables, renforcées par des fils traversant leur épaisseur.
Type : PCR (Projet de Recherche Collaborative) ANR-25-CE06-7400
Equipe engagée : Olga Klinkova / TriboMat
Durée : 2026 a 2029
Consortium : ISAE-Supméca/ Université Haute Alsace / Ecole nationale d’ingénieurs de Brest
CORAC ADAPTE
Les objectifs du projet concernent la modélisation et le pilotage d’un système de production et l’élaboration de nouvelles méthodes de conception pour le couple produit / process, et plus particulièrement : l’élaboration d’un modèle théorique représentatif des processus industriels, de leurs paramètres clefs et de leurs interactions dans les différentes phases de conception, d’industrialisation, et de production ; la capitalisation des savoirs, la modélisation des variables clés et l’exploitation du retour d’expérience permettant de confronter ce modèle aux données réelles, de le recaler et de l’enrichir ; la modélisation des flux industriels via un jumeau capable de connaître en temps réel l’état du système ; l’étude d’un clone 3D agrégeant les données d’un produit de la conception au contrôle final
incluant les données process ; l’étude de 2 jumeaux numériques de procédés spécifiques faisant interagir données simulées et réelles permettant de les monitorer et d’améliorer leur modélisation ; l’élaboration d’assistants intelligents adaptables aux besoins des utilisateurs pour permettre l’exploitation efficience des données de pilotage ; l’élaboration d’un cockpit de pilotage du système de production ; et l’élaboration d’une carte d’identité numérique des produits.
Type : Projet collaboratif
Equipe engagée : IS2M (Olivia Penas coordinateur scientifique)
Durée : 2024 a 2027
Consortium :DGAC + Nexteam + Airbus + Cynapps + Immersion + Inoprod + ISAE-Supméca
SMARTICE
Le projet se concentre sur la résolution des problèmes de givrage des avions dans le contexte de la décarbonisation de l’aviation. Le givrage des avions, qui affecte la portance, la traînée et les performances des moteurs, constitue un risque important, d’autant plus que le changement climatique crée des conditions météorologiques plus défavorables, comme la pluie verglaçante. Les futures conceptions d’aéronefs économes en énergie nécessiteront des systèmes de protection contre le givre (IPS) avancés en raison de leurs structures plus légères et de l’utilisation de matériaux incompatibles avec les technologies de dégivrage actuelles
incluant les données process ; l’étude de 2 jumeaux numériques de procédés spécifiques faisant interagir données simulées et réelles permettant de les monitorer et d’améliorer leur modélisation ; l’élaboration d’assistants intelligents adaptables aux besoins des utilisateurs pour permettre l’exploitation efficience des données de pilotage ; l’élaboration d’un cockpit de pilotage du système de production ; et l’élaboration d’une carte d’identité numérique des produits.
Type : PRC (Projet de Recherche Collaborative) ANR-25-CE51-5794
Equipe engagée : vast-fm (Franck Renaud coordinateur scientifique)
Durée : 2026 a 2029
Consortium : ISAE-Supméca /INSA Toulouse/ ISAE-Supaero
ASHENDO
De nombreux secteurs industriels explorent de nouveaux matériaux et procédés qui offrent des performances élevées tout en réduisant leur empreinte énergétique. Dans ce but, le collage structurel métal/composite est une technique d’assemblage intéressante car il garantit une réduction du poids embarqué par rapport aux techniques traditionnelles, comme le rivetage et le boulonnage, et aussi d’autres avantages, comme la répartition uniforme des contraintes. La tenue en conditions de service est une préoccupation majeure qui limite l’utilisation des adhésifs dans les applications structurelles. En effet, la corrosion et le vieillissement peuvent provoquer des phénomènes de microfissuration. De plus, la nature multifactorielle et multi-échelle du phénomène d’endommagement dans les joints adhésifs complique la validation et la mise en œuvre d’approches pronostiques fiables. L’objectif de ce projet de recherche est de développer une stratégie de modélisation multi-échelle pour les assemblages métal/composite collés capable de prédire l’évolution de l’endommagement jusqu’aux seuils de non-propagation sous l’action combinée de charges hygromécaniques. Chaque phénomène sera modélisé (via des approches théoriques et numériques) et caractérisé expérimentalement à l’échelle la plus pertinente et les informations liées à sa physique seront remontées à la macro-échelle. La méthodologie proposée est interdisciplinaire car elle combine modélisation analytique, modélisation numérique et mécanique expérimentale avancée. Les outils développés seront d’un grand intérêt pour les ingénieurs, les fabricants et les scientifiques pour la détection des seuils de non-propagation des défauts initiaux dans les assemblages collés multi-matériaux, en conditions de service et de longue durée, dans des environnements à fortes variations d’humidité. Une partie du projet sera consacrée à la construction et à la gestion d’une base de données en ligne en accès libre qui pourra être interrogée par des techniques d’apprentissage automatique afin de découvrir des corrélations entre la composition, le traitement, les propriétés et les performances de ce type d’assemblages.
Type : ANR /JCJC (Jeunes Chercheuses et Jeunes Chercheurs) ANR-22-CE08-0002
Equipe engagée : Maria Letizia Raffa / TriboMat
Durée : 2022 a 2026
DT4CPS
Le jumeau numérique, clone virtuel d’un système physique, est considéré comme une technologie clé et de rupture dans l’industrie du futur. Il est vu comme un outil de pilotage des Systèmes Cyber-Physique de Production (SCPP) et doit permettre en théorie d’améliorer la mise en service, la maintenance prédictive et l’optimisation du système de production. Le projet DT4CPS (Digital Twins for Cyber-Physical Systems) vise à enrichir les modèles de simulation utilisés par les automaticiens et les producticiens. En assurant une cohérence avec le système physique tout au long du cycle de vie, ce jumeau numérique (JN) doit permettre d’améliorer la mise en service des SCPP, de type systèmes manufacturiers reconfigurables, et devenir un outil d’aide à la décision durant la phase d’exploitation. Trois objectifs sont identifiés :
- Comment tester et valider un JN dans un environnement multi-échelle ?
- Comment assurer la concordance comportementale et la synchronisation entre le Jumeau Physique (JP) et le JN ?
- Comment le JN peut-il permettre d’exploiter au mieux la flexibilité d’un système reconfigurable ?
Le projet DT4CPS s’appuie sur un scénario à trois phases. L’exploitation du JN ne pourra se faire que si celui-ci est aligné avec son JP, il en découle une première phase de calibration du JN. Une deuxième phase de synchronisation entre jumeaux permettant la surveillance, avant une dernière phase dynamique de correction en cas de changement d’alignement (défaut, reconfiguration).
Type : ANR / PRC (Projet de Recherche Collaborative) ANR-23-CE10-0010
Equipe engagée :Patrice LECLAIRE (Systemes durables)
Durée : 2024 a 2028
Consortium : Université de Reims/ Université Lyon 1/ ISAE-Supméca
ICAP2
Le projet ICAP 2 (Intégration dynamique et CApitalisation de l’expérience Process composites dans les développements des produits et de leur système productif) a pour objectif de développer un cadre numérique intégré pour la modélisation avancée et la capitalisation dynamique des interactions entre les produits, les processus et le système industriel. En s’appuyant sur les données produit-process et la modélisation/simulation multi-physique et les connaissances métiers, le projet vise à anticiper, fiabiliser et piloter l’introduction de nouveaux procédés innovants dans des environnements de production à haute cadence. ICAP 2 met l’accent sur l’interopérabilité des données multi sources, l’intégration de données numériques via l’autoconstruction de jumeau numérique, la traçabilité complète via un clone 3D et une carte d’identité numérique, ainsi que sur des solutions d’assistance cognitive pour la capitalisation et exploitation des connaissances, afin de soutenir la décision industrielle. Le projet intègre également une approche prédictive et structurée des risques et incertitudes, permettant de sécuriser les choix technologiques stratégiques dès les phases amont. L’ambition globale est de construire une usine augmentée, agile et robuste, favorisant la continuité numérique, la flexibilité opérationnelle et une montée accélérée en maturité industrielle.
Type : ANR / projet collaboratif
Equipe engagée : Olivia Penas x IS2M/ Vast-FM/ TriboMat/ Systemes durables/ pôles techniques
Durée : 2025 a 2030
Consortium : ISAE-Supméca/ CCA / Estia
Objectifs du projet : Le secteur aéronautique est confronté à des enjeux structurels majeurs, résultant notamment de l’accroissement des cadences de production, de l’augmentation de la variabilité et du déploiement de nouveaux programmes industriels. Ces évolutions s’inscrivent dans un contexte fortement contraint, marqué par l’objectif de neutralité carbone à l’horizon 2050, la réduction de l’empreinte environnementale, l’intégration de ruptures technologiques pour maintenir la compétitivité et le renforcement de la résilience industrielle dans un environnement géopolitique et commercial instable.
EOS
L’obsolescence, « la transition de l’état de disponibilité à l’état d’indisponibilité d’une entité auprès de son fabricant conformément à la spécification d’origine » est inévitable. Les évolutions des technologies et des besoins génèrent des obsolescences qui rendent difficile la réparation ou la maintenance ou la modernisation. L’obsolescence des composants expose la chaine de valeur à différents risques (financiers, etc.) pouvant aboutir à l’indisponibilité opérationnelle de systèmes. La gestion de l’obsolescence cherche à retarder son occurrence, à offrir une fenêtre temporelle d’action longue, et à déterminer la solution la moins onéreuse. Les approches de gestion sont réactives ou proactives. Une solution réactive est appliquée après l’occurrence de l’obsolescence. Les méthodes proactives cherchent à prédire les obsolescences pour anticiper mais elles sont complexes et bénéficient de peu de travaux. Les deux approches sont nécessaires et complémentaires. Les travaux du projet EOS cherchent à définir une méthode d’aide à la gestion activE (i.e. réactive et proactive) des Obsolescences de systèmeS pour :
- Maximiser la disponibilité opérationnelle d’un système ou d’un parc de systèmes via un simulateur. La disponibilité est évaluée par le Taux de Disponibilité Opérationnelle (TDO) qui correspond au ratio du nombre d’heures de disponibilité opérationnelle avérée et du nombre total d’heures.
- Définir ou caractériser et évaluer toute stratégie de remédiation par un ensemble d’indicateurs tels que le coût total de la mise en place des remédiations ou le délai d’immunité (le délai avant que le TDO soit impacté).
- Dimensionner les stocks de rechanges et Déterminer le plan de réapprovisionnement des constituants à risque.
- Optimiser la fenêtre temporelle d’actions en admettant un seuil d’acceptabilité du risque de rupture de stock au regard des coûts et du TDO cible.
Type : ANR / PRCE ANR-22-CE10-0017
Equipe engagée : Marc Zolghadri / Systemes durables
Durée : 2022 a 2026
Consortium : ISAE-Supméca/ Laboratoire d’analyse et d’architecture des systemes/ Valeo/ Merem
FlexHALE
Les pseudo-satellites à haute altitude et longue endurance (HALE) sont des drones fonctionnant à l’énergie solaire. Leur endurance quasi illimitée leur permet d’être une alternative écologique aux satellites. La plupart des projets de drones HALE solaires passés et actuels ont connu des problèmes aéro-structurels majeurs. Leurs ailes très flexibles sont en effet extrêmement sensibles aux instabilités aéroélastiques, ce qui fait de leur conception un défi technologique majeur. Les codes développés jusqu’à présent pour simuler et prévoir ces instabilités se concentrent davantage sur le calcul des vitesses critiques que sur le comportement dynamique atteint après le début du flottement, comme les cycles limites (LCOs). Ces phénomènes, liés aux non-linéarités géométriques de la structure et au décrochage dynamique, sont particulièrement difficiles à modéliser. En particulier, il n’existe pas de modèle analytique fiable pour simuler le décrochage dynamique de ces ailes flexibles en 3D. Une nouvelle stratégie basée sur l’assimilation des données combinant modélisation et expérimentation apparaît donc comme une alternative prometteuse. Afin de concevoir des drones solaires HALE plus sûrs, l’objectif principal du projet FlexHALE est de développer un jumeau numérique d’aile hautement flexible en vue de l’optimisation de son caisson de voilure en composite. L’élaboration d’un outil de simulation aéroélastique non-linéaire pour l’analyse post-flottement constitue la première étape du projet. Les résultats des essais en soufflerie sur des ailes composite très flexibles en flottement analysés avec des caméras seront utilisés pour valider le modèle et l’enrichir de forces aérodynamiques 3D basées sur les données expérimentales. Enfin, la forme du caisson et les séquences d’empilement du composite seront optimisées pour influencer le couplage flexion/torsion directement impliqué dans le déclenchement du flottement (adaptation aéroélastique).
Type : ANR / PCR (Projet de Recherche Collaborative) ANR-24-CE51-7440
Equipe engagée : Franck Renaud et Vast-Fm
Durée : 2025 a 2029
Consortium : ISAE-Supmeca/ Ecole de l’air et de l’espace/ INRIA/ l’Estaca/ Sorbonne Université
Projet Laboratoire commun i-Oreo
Le projet « Ingénierie de l’Obsolescence et de la Résilience Optimisée » (i-OREO) est une collaboration entre le Laboratoire Quartz d’ISAE-Supméca et l’entreprise ABMI Groupe. Ce laboratoire commun vise à développer des solutions innovantes pour maximiser la disponibilité opérationnelle des systèmes critiques et à missions vitales (SCMV) en garantissant leur résilience face à l’obsolescence et aux pénuries. Le projet s’inscrit dans la continuité des travaux réalisés dans le cadre du programme France Relance et NextGenerationEU (2022-2024).
Type : Laboratoire Commun ANR-24-LCV2-0019
Equipe engagée : Systèmes durables
Durée : 2025-2030
Consortium : ISAE-Supméca (Laboratoire Quartz), ABMI Groupe
Objectifs du projet :
- Développer des méthodes et outils pour évaluer la résilience des systèmes complexes.
- Proposer une méthodologie de rétro-ingénierie augmentée basée sur des modèles systèmes (RAMSES).
- Créer une plateforme logicielle i-OREO pour la gestion proactive de l’obsolescence et la résilience des systèmes.
- Standardiser un indice de résilience pour garantir la qualité des systèmes critiques et à missions vitales.
- Structurer et exploiter les retours d’expérience pour améliorer les pratiques de rétro-ingénierie.
Présentation du projet i-Oreo
Projet NEMELIFT
Le projet NEMELIFT (Neutral Equilibirum Mechanisms and smart Lightweight FooTbridges for urban ecomobility) est une initiative innovante visant à développer une technologie de franchissement favorisant la mobilité en étant peu coûteuse, rapide à mettre en place et agile. L’agilité de la solution fait son originalité et permet de relever efficacement les défis de la mobilité urbaine tout en servant d’outil précieux pour les opérations de secours en cas de catastrophe naturelle.
- Type : ANR-PRCI cofinancé par le NSTC (National Science and Technology Council, Taiwan), ANR-22-CE51-0040
- Équipe engagée : VAST-FM
- Durée : 2023-2026
- Consortium :
ISAE-Supméca (Laboratoire Quartz), LOCAPAL, National Chi-Nan University – NCNU (Disaster Prevention Technology Laboratory), National Cheng Kung University -NCKU (Vibration Monitoringand Control Laboratory), National University of Kaohsiung – NUK, National Chin-Yi University of Technology – NCUT.
- Objectif scientifique :
Le défi scientifique global du projet réside dans la conception concomitante d’un pont modulaire et de son Jumeau Numérique. Cet objectif peut être atteint par le développement d’outils numériques pour la conception robuste de structures assemblées légères et élancées, le développement de la technologie de contrôle « Pile Virtuelle » permettant de contrôler la déflexion du pont, le développement d’un système de mesure non intrusif pour l’acquisition continue de données et la mise en œuvre d’un cadre dédié à l’identification « on-line » de modèles haute-fidélité.
Présentation du projet NEMELIFT
