AAE- Dimensionnement d’un cerf-volant pour la traction de navires

Ce stage s’inscrit dans un projet d’anticipation technologique plus global ayant pour objectif le développement et prototypage d’un dispositif de traction par kite (cerf-volant) d’un navire. Plusieurs universités et partenaires industriels sont impliqués sur ce projet. Le stage se concentre sur un point particulier qui vise à l’amélioration des méthodes de dimensionnement du kite, en amont à des études théoriques et numériques plus poussées qui font l’objet d’une thèse actuelle de doctorat. Les deux études suivantes sont envisagées. Le choix sera fait en fonction des compétences et appétences du candidat. 

Un outil de dimensionnement simplifié du kite, permettant des calculs rapides, a été développé dans des travaux précédents, mais celui-ci a montré ses limites lorsque les résultats ont été comparés à des modélisations plus réalistes. Une hypothèse forte de linéarité entre efforts aérodynamiques et déformation structurelle est certainement le facteur limitant qui demande à être assoupli. L’objectif du stage est donc l’amélioration du modèle existant en respectant le comportement non-linéaire du comportement du kite. 

L’autre étude possible consiste en la modélisation du boudin gonflable du kite. Le boudin est une structure creuse qui subit de grandes déformations et est sujette à un phénomène d’instabilité (type flambage) sous chargement critique. L’idée du stage est de reprendre des travaux déjà existants sur les mètres rubans en les adaptant au modèle d’une poutre à section fermée.

Pour les 2 cas présentés précédemment, le travail consistera principalement à de la modélisation et simulation (outils de calcul numérique) basée sur des informations à chercher dans la littérature, ainsi qu’à des calculs éléments finis qui serviront comme référence. Le stagiaire sera également encadré par le doctorant en place travaillant sur le même projet. 

En fonction des compétences et apétances du stagiaire, il est également possible de mener un travail pratique et expérimental (préparation d’un banc expérimental, conception, fabrication, mesures, etc.), notamment pour tester la rigidité en flexion des boudins.

Profil recherché

Compétences en Analyse numérique (Matlab ou Python), formation de base en mécanique des structures et/ou mécanique des fluides.

OU BIEN

Compétences en technologie mécanique (conception), et fabrication via outils courants d’un Fablab

Niveau d’étude demandé: Niveau 6 ou Niveau 7 (Master 1 ou Master 2)

L’employeur

L’École de l’air et de l’espace est une grande école militaire (ayant le statut d’EPSCP-GE) implantée à Salon-de-Provence, habilitée à délivrer le titre d’ingénieur. Elle est membre de la Conférence des Grandes Écoles et du groupe ISAE (SUPAERO, ENSMA, ESTACA, École de l’air). Elle a notamment la charge de la formation initiale de l’ensemble des officiers de l’armée de l’Air et de l’Espace.  

Le Centre de recherche de l’école de l’air (CREA), est l’unité de recherche pluridisciplinaire de l’Ecole de l’air et de l’Espace. Il est en lien étroit avec la Base aérienne 701, ce qui lui offre la capacité rare d’accéder à des moyens aéronautiques comme des aéronefs ou des zones de vol. Il entretient également des partenariats avec de grands acteurs de la défense et de l’aéronautique (DGA, CEA, ONERA, Dassault Aviation, pôle de compétitivité SAFE) mais aussi académiques (Aix-Marseille-Université, écoles du groupe ISAE, IRSEM, ENSCP…).  

Le CREA est composée d’une trentaine d’enseignants chercheurs répartis dans de nombreuses disciplines : histoire, sociologie, sciences politiques, mathématiques, mécanique des fluides et des structures, sciences cognitives, informatique, traitement du signal. Ses membres conduisent des recherches académiques ayant un objet commun : les déterminants de l’évolution de l’emploi militaire des systèmes aéronautiques et spatiaux.