Hostname: page-component-78c5997874-v9fdk Total loading time: 0 Render date: 2024-11-10T23:10:49.969Z Has data issue: false hasContentIssue false
  • English
  • Français

Modélisation numérique et expérimentale du comportementde sous-ensembles de ballons pressurisés stratosphériques

Published online by Cambridge University Press:  01 July 2005

Pierre Vialettes ,
Jean-Michel Siguier ,
Olivier Dalverny ,
Sébastien Mistou ,
Moussa Karama  and
Frank Petitjean
Pierre Vialettes
Affiliation:
ONERA Centre de Toulouse BP 40252, avenue Édouard Belin, 31055 Toulouse Cedex 4, France
Jean-Michel Siguier
Affiliation:
ONERA Centre de Toulouse BP 40252, avenue Édouard Belin, 31055 Toulouse Cedex 4, France
Olivier Dalverny
Affiliation:
Laboratoire Génie de Production, École Nationale d'Ingénieurs de Tarbes, BP 1629, 65016 Tarbes Cedex, France
Sébastien Mistou
Affiliation:
Laboratoire Génie de Production, École Nationale d'Ingénieurs de Tarbes, BP 1629, 65016 Tarbes Cedex, France
Moussa Karama
Affiliation:
Laboratoire Génie de Production, École Nationale d'Ingénieurs de Tarbes, BP 1629, 65016 Tarbes Cedex, France
Frank Petitjean
Affiliation:
Institut Catholique des Arts et Métiers, Avenue de Grande Bretagne, 31000 Toulouse, France
Get access

Abstract

Ce travail concerne la simulation numérique et expérimentale du comportement mécanique des ballons pressurisés stratosphériques. Ce programme de recherche entrepris par le CNES et l'ONERA est basé sur (i) la modélisation du matériau polymère constitutif des ballons par des lois de comportement de type viscoélastique ; (ii) la simulation expérimentale de sous-ensembles de ballons lors de phases de vol; (iii) la validation des lois viscoélastiques par comparaison essais/calculs du comportement de sous-ensembles de ballons. Le dispositif expérimental utilisé, nommé NIRVANA, reproduit les conditions de vol d'un ballon, i.e. la température, la pression et la contrainte dans l'enveloppe. Dans le cadre des caractérisations en grandes déformations des polymères, l'instrumentation généralement mise en œuvre permet seulement d'accéder à des caractéristiques globales et macroscopiques. Le suivi de tels essais par la méthode de stéréo-corrélation d'images, méthode basée sur les principes de la photogrammétrie, permet d'accéder de manière fine aux champs de déplacements et de déformations sur la totalité de la surface mesurée. Cette richesse d'information expérimentale s'avère particulièrement utile pour la validation non seulement globale mais aussi locale des lois de comportement utilisées.

Keywords

Non-contact measurementstereo-correlationpolymerstratospheric balloonsviscoelasticityidentificationMesure sans contactstéréo-corrélationpolymèresballons stratosphériquesviscoélasticitéidentification
Type
Research Article
Information
Mechanics & Industry , Volume 6 , Issue 3: Congrès Français de Méecanique : de l'AUM à l'AFM , May 2005 , pp. 245 - 255
Copyright
© AFM, EDP Sciences, 2005

Access options

Get access to the full version of this content by using one of the access options below. (Log in options will check for institutional or personal access. Content may require purchase if you do not have access.)

References

J.J. Aklonis, Introduction to Polymer Viscoelasticity, Wiley, 1995
P. Cocquerez, P. Guigue, R. Guilbon, T. Phulpin, M. Durand, J.P. Lefèvre, M. Eymard, M. Lafourcade, Test flight of CNES stratospheric super-pressure balloons in experimental arctic campaigns 2000–2001, Objectives and results, Proceedings of 15th ESA Symp., on European Rocket and Balloon Prog., Biarritz, France, May 2001, pp. 597–601
P. Guigue, J.M. Siguier, Engineering of stratospheric balloon materials: selection procedure, experimental characterization and aging techniques, Proceedings of 15th ESA Symp., on European Rocket and Balloon Prog., 2001, pp. 547–552
Karama, M., Mistou, S., Lorrain, B., Mesures de déformations en 3D basées sur les techniques de photogrammétrie et d'analyse des distributions de niveaux de gris, Revue Instrumentation et Systèmes 207 (2001) 32–35
D. Garcia, Mesure de formes et de champs de déplacements tridimensionnels par stéréo-corrélation d'images, Thèse de l'École des mines d'Albi, 2001
Sutton, M.A., McNeill, S.R., Helm, J.D., Chao, Y.J., Advances in two-dimensional and three-dimensional computer vision, Photomechanics, Topics Applied Physics 77 (2000) 323–372 CrossRef
Mistou, S., Karama, M., Dalverny, O., Siguier, J.M., Guigue, P., Mesure 3D sans contact des déplacements et déformations sur des films plastiques transparents par stéréo-corrélation, Mécanique & Industries 4 (2003) 637–643 CrossRef
P. Vialettes, J.M. Siguier, P. Guigue, S. Mistou, O. Dalverny, M. Karama, F. Petitjean, Étude par stéréo-corrélation des champs de déplacement et de déformation de sous-ensembles de ballons stratosphériques pressurisés, Revue Instrumentation, Mesure, Métrologie, I2M, 2005-05 (à paraître)
J.M. Siguier, P. Vialettes, S. Granier, P. Guigue, The use of Nirvana facility for balloon characterization: Strain and tightness measurements of zero pressure and super-pressure balloon subsystems, Proceedings of 16th ESA Symp., on European Rocket and Balloon Prog., Sankt Gallen, Switzerland, June 2003, pp. 207–213
J.-M. Siguier, P. Guigue, M. Karama, S. Mistou, O. Dalverny, S. Granier, Numerical and experimental simulation of the mechanical behavior of super-pressure balloon subsystems, 34th COSPAR, Houston, USA, 10–19 October, 2002
M. Grédiac, The use of full-field measurement methods in composite material characterization: interest and limitations, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 35(7-8) (2004) 751–761
J.-J. Orteu, V. Garric, M. Devy, Camera calibration for 3D reconstruction: application to the measure of 3D deformations on sheet metal parts, European Symposium on Lasers, Optics and vision in manufacturing, Munich, Allemagne, June, 1997
P. Vialettes, J.M. Siguier, P. Guigue, S. Mistou, O. Dalverny, M. Karama, F. Petitjean, Identification du comportement mécanique des ballons pressurisés stratospheriques, Revue des composites et materiaux avancés, septembre 2004, à paraître
P. Vialettes, J.M. Siguier, P. Guigue, O. Dalverny, S. Mistou, F. Petitjean, M. Karama, Modélisation du comportement non-linéaire de films minces constitutifs des ballons pressurisés stratosphériques, 16e Congrès Français de Mécanique Nice, 1–5 septembre, 2003
A. Schieffer, Modélisation multiéchelle du comportement mécanique des composites à matrice organique et effets du vieillissement thermique, Thèse de doctorat, Université de Technologie de Troyes, 2003
Ch. Remy-Petipas, Analyse et prévision du comportement à long terme des composites fibres de carbone/matrice organique, Thèse de doctorat, N°d'ordre 801, Université de Franche-Comté, 2000
J.F. Maire, O. Lesné, C. Petipas, une nouvelle approche de la modélisation du comportement visqueux des composites organiques, 10e journées nationales sur les composites, JNC, 1996
J.F. Maire, Études théorique et expérimentale du comportement de matériaux composites en contraintes planes, Thèse de doctorat, N°d'ordre 282, Université de Franche-Comté, 1992
A.S. Nowick, B.S. Berry, Anelastic Relaxation in crystalline Solids Academic Press, 1972
J. Lemaitre, J.L. Chaboche, Mécanique des matériaux solides, Dunod, France, 1985
M. Karama, S. Mistou, P. Peres, G. Gohorianu, Mesure de déformations sans contact sur des composites carbone/carbone à architecture 3D, Troisième colloque francophone sur les méthodes et techniques optiques pour l'industrie, Saint Aubin de Médoc, 18–22 novembre, 2002