Introduction à l'aéroélasticité des structures (ensemble des cours)

Destuynder Philippe, Ferroud Clothilde, Orellana José, Wilk Olivier

Ce cours propose une approche de la modélisation des phénomènes aéroélastiques lorsque les chargements aérodynamiques peuvent être obtenus à partir de mesures en soufflerie. Il comprend 12 séances regroupées en cinq parties: 1 - Principe des souffleries. On présente les mesures que l'on y fait. 2 - Phénomènes aéroélastiques. On décrit les quatre phénomènes fondamentaux : le flottement de décrochage ou instabilité d'amortissement (cours 2); le tremblement (cours 3); le flottement bi-modes (cours 4); l'instabilité de raideur (cours 2,3 et 4). 3 - Systèmes dynamiques aéroélastiques. La troisème partie regroupe les cours 5, 6, 7 et 8. On y aborde l'étude des systèmes non-linéaires ainsi que la recherche de cycles limites d'oscillations en présence d'instabilités. On y discute les critères de localisation de Poincaré-Bendixson et celui de l'énergie. Puis, on construit la forme normale du système dynamique dans le cas instable. Cet ensemble se termine par un exemple de synthèse qui fut traité dans les souffleries du CNAM et qui concerne une maquette de l'avion Rafale. 4 - Contrôle aéroélastique. Le contrôle des phénomènes aéroélastiques fait l'objet lui, des cours 9, 10 et 11. L'approche proposée est résolument moderne et s'appuie sur la théorie du contrôle optimal et la contrôlabilité exacte par l'algorithme de pilotage des phases (HUM). Ce dernier est la limite de celui obtenu par le contrôle optimal lorsque le coût marginal du contrôle tend vers zéro. 5 - Application. Enfin, la dernière partie (cours 12) propose une application originale sur les voiliers de course, munis de foils. Un exemple, est celui des class America'cup qui atteigent des vitesses de 60 noeuds marins.