Simulation par éléments finis du procédé de tissage 2D et de la mise en forme des renforts obtenus

Le stage aura lieu à Centrale Nantes au sein du laboratoire du GeM (début entre février et avril 2026).

Sujet du stage :

Les renforts tissés 2D sont des textiles très largement utilisés dans la fabrication des composites à renfort fibreux et matrice polymère. La compréhension et la prédiction des déformations induites par le procédé de tissage sur l’architecture fibreuse doivent permettre de mieux connaître les propriétés du renfort avant la mise en forme du composite [1]. Ce projet vise à mettre en place une stratégie de modélisation par éléments finis (EF) du procédé de tissage 2D à l’échelle de la mèche de renfort. Un élément fini de type poutre en grandes transformations sera implémenté pour modéliser chaque mèche du renfort. Une description Arbitraire Lagrangienne–Eulérienne (ALE) sera utilisée pour simplifier la gestion du contact entre les deux réseaux de mèches [2]. Des éléments de contact entre mèches voisines d’un même réseau ainsi qu’entre mèches croisées provenant des deux réseaux seront également développés. L’implémentation des différents éléments sera effectuée dans une bibliothèque EF open source ou dans un code maison, en fonction de l’aisance du stagiaire.

Missions et méthodologie :

• Recherche bibliographique sur le procédé de tissage 2D et sur la mise en forme.
• Développement d'un modèle EF au sein d'une bibliothèque EF open source.
• Simulations du tissage 2D et analyse de l'influence des paramètres du procédé.
• Simulations d'essais de caractérisation des renforts issus de la simulation du tissage.
• Simulation de la mise en forme de renforts issus des simulations de tissage.
• Confrontation des résultats numériques avec des résultats expérimentaux existants.
• Rédaction d'un rapport de stage.

Références :

[1] Vilfayeau, J., 2014. Numerical modeling of the weaving process of fibrous reinforcements for composite materials. PhD Thesis, INSA Lyon.

[2] Simon, J., Hamila, N., Comas-Cardona, S., Binetruy, C., 2024. A yarn-scale woven fabric model including significant slippage formulated within the Arbitrary Lagrangian–Eulerian framework. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 420, 116741.

• Étudiant de niveau M2 ou en dernière année de cycle ingénieur.
• Formation en mécanique du solide, modélisation avancée et calcul des structures.
• Qualités requises : rigueur, autonomie, intérêt pour une expérience en laboratoire de recherche et pour le travail numérique, appétence pour la programmation (Python, C++).