AAE-Dimensionnement d’un système d’isolation vibratoire à raideur quasi-nulle

L’isolation vibratoire est un enjeu crucial dans de nombreux domaines technologiques, allant de la précision des instruments scientifiques aux systèmes embarqués dans l’industrie aérospatiale. Les systèmes classiques d’isolation, basés sur des ressorts linéaires et des amortisseurs, présentent souvent un compromis entre efficacité d’isolation et stabilité structurelle.

La technologie dite à raideur quasi-nulle (Quasi-Zero Stiffness, QZS) représente une avancée innovante dans ce domaine. Elle permet une isolation très efficace des basses fréquences sans compromettre la capacité de support de charge du système. Le principe repose sur la combinaison d'éléments à raideur positive et négative de manière à créer une raideur globale très faible autour d’un point d’équilibre stable. Cette configuration permet d’atteindre une isolation vibratoire efficace là où les systèmes traditionnels échouent.

Des exemples de systèmes passifs à raideur quasi-nulle peuvent être trouvés sur cet article : 

 https://irep.ntu.ac.uk/id/eprint/51754/1/1914618_Bodaghi.pdf

Les objectifs du stage sont : 

- Comprendre les principes physiques et mécaniques des systèmes QZS, notamment la création de raideur négative via des mécanismes non linéaires (ressorts précontraints, géométries spécifiques, etc.).

- Modéliser un système QZS à l’aide de logiciels de simulation (Abaqus) pour étudier son comportement dynamique et vibratoire.

-  Analyser les performances du système en comparaison avec un isolateur linéaire classique, en particulier en ce qui concerne la réponse en fréquence et l’efficacité d’isolation.

-  Concevoir un prototype expérimental simplifié pour valider les résultats obtenus par simulation.

Selon les intérêts et les compétences du stagiaire, le projet pourra se concentrer soit sur la modélisation et la simulation numérique, soit sur la conception et la fabrication d’un prototype au FABLAB, ou éventuellement combiner les deux approches

Profil recherché

Formation de base en mécanique des structures, 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

Domaine : Industrie, aéronautique  (Mécanique, génie mécanique OU Mathématiques OU Ingénieur généraliste) 

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.