Développement de structures composites intelligentes

Development of active structures

¹ CETIM-CERMAT, 21 rue Chemnitz, 68200 Mulhouse Cedex, France
² LPMT, 11 rue Alfred Werner, 68093 Mulhouse Cedex, France

Reçu : 11 Février 2009
Accepté : 25 Février 2009

Résumé

Depuis quelques années le CETIM-CERMAT et le LPMT développent et élaborent un nouveau type de matériau actif, le M3C, matériau composite à comportement contrôlé. Le principe de ce matériau consiste à rendre une structure composite active sans rajout d'actionneurs ou d`éléments extérieurs. L'activation du matériau est réalisée grâce à une source interne de chaleur creé par effet Joule à l'aide de renforts actifs. L'objectif de cette présentation consiste, dans un premier temps, à faire une présentation complète de ce nouveau matériau, et à situer ses performances par rapport à celles des autres matériaux intelligents, ceci en terme de domaine d'application, de puissance utile, de rendement, de temps de réponse. Dans un second temps, nous présenterons les différents outils numériques qui ont été développés afin de permettre le calcul et l'optimisation de ce matériau. Nous finirons cet article par une application potentielle du M3C.

Abstract

CETIM-CERMAT and the LPMT have been developing a new kind of active structure over the past few years: CBCM (Controlled Behavior Composite Material). The CBCM process consists in generating an internal source of heating within the composite structure and then in using the thermomechanical properties of the various components in order to deform the material. Carbon yarns are used as the internal heating source: being connected to a power supply, they are conductive and provide heating by Joule effect. In the first part of this work, we compare the CBCM performance to the one of other kind of smart material, in terms of application fields, useful power and response time. In a second part we present the different numeric tools that we have developed. Finally, in order to illustrate the capacities of this new active composite, a prototype of active binder is presented.