Étude d'un voilier : numérique (MEF) et expérimentale à l’aide de jauges de contrainte

Cette étude a été effectuée dans le cadre des activités de recherche concernant la conception et la fabrication innovantes d'un petit voilier (appelé LED - Canot en toile époxy). Ces recherches ont été menées au Dipartimento di Ingegneria Chimica, Gestionale, Informatica e Meccanica de l'Université de Palerme, en coopération avec la Facoltà di Ingegneria e Architettura de l'Université Kore d'Enna. L'objectif était d'évaluer le champ de contraintes du SKIFF, voilier de 15” en utilisant des jauges de contrainte et de comparer cette évaluation expérimentale avec la modélisation réalisée par la méthode des éléments finis.

En raison de l'application du système de charge, les résultats FEM obtenus à partir des simulations numériques préliminaires ont permis d’identifier les secteurs les plus critiques en déformation, situés dans la coque (fig.1) et dans les renforts internes transversaux et longitudinaux (fig.2). La coque est faite spécifiquement d'une structure  sandwich composée d'une peau laminée faite de plastique de lin renforcé et d’un aggloméré de liège au coeur. Les contraintes ont été mesurées sur la peau à l’intérieur de la coque, au moyen de quatre rosettes de type RY81-6/350 HBM constituées chacune de trois grilles de mesure et d’une rosette pour la compensation thermique. Les emplacements des contraintes normales maximales sur les renforts transversaux et longitudinaux du bateau (fait de contre-plaqué marin) ont été également prises en compte en installant quatre jauges de contrainte à une seule grille HBM référence LY11-6/350 et une autre jauge pour la compensation thermique.

Fig. 1
Fig. 2

Pour leur installation, chaque grille unique a été raccordée en câblage quatre fils, et protégée avec la laque polyuréthane PU140 de HBM et une couche de silicone SG250 également de HBM (fig.3 et 4).

Une configuration de charge a été reproduite en laboratoire, simulant un scénario de chargement agissant sur le bateau pendant des moments typiques de navigation (fig.5).

La mesure des signaux provenant des jauges de contrainte a été faite à l'aide de ponts de Wheatstone. Les signaux acquis, avec un taux d’échantillonnage suffisant pour un comportement stabilisé, ont été traités pour avoir l'état complet des contraintes et pour les comparer aux résultats numériques obtenus avec la méthode par éléments finis.

La similitude des résultats expérimentaux et numériques était très satisfaisante, pouvant nous laisser conclure que la modélisation par élément finis est fiable. D'ailleurs, la confiance gagnée aussi sur la fiabilité des données mesurées, a ouvert la voie à une campagne expérimentale des mesures sur place, lors d’une vraie navigation avec des conditions réelles. Ce projet nécessitera le raccordement d'un contrôleur de jauges avec transpondeur et système GPS.

Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5

Notre client

Université de Palerme

Chercheurs :

  • Prof. Antonio Mancuso
  • Prof. Giuseppe Pitarresi
  • Mr. Giovan Battista Trinca

Université de Enna Kore

Chercheur :

  • Prof. Davide Tumino
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