L’utilisation de matériaux composites sur des réservoirs permet le développement d’applications de stockage haute pression. En effet, dans ce domaine les composites sont très compétitifs par rapport aux matériaux métalliques classiquement utilisés. Sur les structures épaisses, l’utilisation de composites permet d’obtenir des pressions à rupture très élevées (de l’ordre de 2000 bar), qui ne sont pas atteignables en utilisant des réservoirs métalliques. Toutefois, cela conduit à utiliser de fortes épaisseurs de composites, et le comportement de ce type de structure reste mal maitrisé. En particulier, le comportement des fonds doit être étudié avec précision. Il faut en effet intégrer la géométrie complexe liée au procédé de mise en œuvre

BOIS, Christophe

EL MOUSSAID, Mohammed

PERRY, Nicolas

WAHL, Jean-Christophe

French

SAM : Science Arts et Métiers

Science Arts & Métiers (SAM)is an open access repository that collects the work of Arts et Métiers ParisTechresearchers and makes it freely available over the web where possible.This is an author-deposited version published in: http://sam.ensam.euHandle ID: .http://hdl.handle.net/10985/8575To cite this version :Mohammed EL MOUSSAID, Nicolas PERRY, Jean Christophe WAHL, Christophe BOIS - Modèlede comportement des structures bobinées : étude des fonds - 2013Any correspondence concerning this service should be sent to the repositoryAdministrator : archiveouverte@ensam.euModèle de comportement des structures bobinées : étude des fonds. Mohammed EL MOUSSAID1, Nicolas PERRY1, Jean-Christophe WAHL1, Christophe BOIS1  E-mail : mohammed.elmoussaid@u-bordeaux1.fr , n.perry@i2m.u-bordeaux1.fr, jean-christophe.wahl@u-bordeaux1.fr, christophe.bois@u-bordeaux1.fr 1 : Université Bordeaux 1 Institut de Mécanique et d’Ingénierie de Bordeaux (I2M) IUT Bordeaux 1 - 15, rue Naudet - CS 10207 - 33175 - Gradignan Cedex - FRANCE  Résumé: L’utilisation de matériaux composites sur des réservoirs permet le développement d’applications de stockage haute pression (Fig.1). En effet, dans ce domaine les composites sont très compétitifs par rapport aux matériaux métalliques classiquement utilisés. Sur les structures épaisses, l’utilisation de composites permet d’obtenir des pressions à rupture très élevées (de l’ordre de 2000 bar), qui ne sont pas atteignables en utilisant des réservoirs métalliques. Toutefois, cela conduit à utiliser de fortes épaisseurs de composites, et le comportement de ce type de structure reste mal maitrisé. En particulier, le comportement des fonds doit être étudié avec précision. Il faut en effet intégrer la géométrie complexe liée au procédé de mise en œuvre.  Mots clefs: Bobinage, Matériaux Composites, Réservoir         Contexte Général : Ce travail s’inscrit dans le cadre du développement d’un modèle de comportement des structures bobinées. Plusieurs travaux de recherches ont été menés dans cette dernière décennie pour mieux prédire le comportement des réservoirs en composites - surtout la partie cylindrique [1,2]. Un bilan sur les méthodes actuelles pour le dimensionnement des réservoirs a été effectué par M. Bertin [3]. Fig. 1: Réservoir type IV haute pression 95L/700bar Poids 85Kg La prise en compte de la variabilité et de la spécificité du procédé est également un aspect important de notre travail. Nous intégrons donc dans notre modèle de calcul des données liées à la mise en œuvre, (évolution continue des angles de bobinage, arrêts des couches, zones de fortes épaisseurs, zones très riches en résine, présence de porosités, glissement des fibres) et prendre en compte les sollicitations qui s’exercent dans cette zone. Le travail consiste à représenter précisément la géométrie du réservoir ainsi que donner une estimation locale  des propriétés physiques (Taux de porosité, Taux de fibres, Arrêts de couches) Fig. (2a, 2b, 2c) par analyse d'image et analyse des défauts, afin de bien estimer les propriétés  mécaniques via un modèle micromécanique développé par des modèles numériques. Le lien entre le taux, la forme de porosités et propriétés mécanique sera aussi étudié. Ainsi que l'influence de l’évolution des épaisseurs, évolution des angles et complexité du chargement sur la réponse mécanique.  Conclusion: L’objectif de nos travaux est d’enrichir les modèles de comportement global des structures bobinées et en particulier dans les zones de fonds, en s’appuyant sur deux points particuliers : - Le développement d’un modèle en interaction avec les paramètres liés au procédé. - La modélisation de l’endommagement intra et inter-laminaire du matériau composite. Ce travail de modélisation est associé à des observations expérimentales sur des structures ou sur des échantillons représentatifs.           Bibliographie: [1]  A.PILATO, Caractérisation des structures composites bobinées épaisses, application à l’étude du comportement de réservoirs de stockage d’hydrogène, thèse de doctorat, 9 décembre 2011 Université Bordeaux1. [2] B. GENTILLEAU, Modélisation et validation expérimentale du comportement thermomécanique du multicouche polymère-composite bobiné: application au stockage d’hydrogène hyperbare thèse de doctorat, 2 Juillet 2012 Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d’Aérotechnique. [3] M. BERTIN et al. Qualification des codes pour la prédiction du comportement mécanique des structures composites des réservoirs embarqués de stockage à 700 bars de l’hydrogène Comptes Rendus des JNC 17 - Poitiers 2011. Fig. 2: a) arrêt de couche, b) évolution des épaisseurs, c)Porosités a) b) c) 

Modèle de comportement des structures bobinées : étude des fonds

SAM;  the Arts et Métiers ParisTech open access repository

Science Arts & Métiers (SAM)
is an open access repository that collects the work of Arts et Métiers ParisTech
researchers and makes it freely available over the web where possible.
This is an author-deposited version published in: https://sam.ensam.eu
Handle ID: .http://hdl.handle.net/10985/8575
To cite this version :
Mohammed EL MOUSSAID, Nicolas PERRY, Jean-Christophe WAHL, Christophe BOIS - Modèle
de comportement des structures bobinées : étude des fonds - 2013
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Modèle de comportement des structures bobinées : étude des fonds. 
Mohammed EL MOUSSAID1, Nicolas PERRY1, Jean-Christophe WAHL1, Christophe 
BOIS1 
 
E-mail : mohammed.elmoussaid@u-bordeaux1.fr , n.perry@i2m.u-bordeaux1.fr, 
jean-christophe.wahl@u-bordeaux1.fr, christophe.bois@u-bordeaux1.fr 
1 : Université Bordeaux 1 
Institut de Mécanique et d’Ingénierie de Bordeaux (I2M) 
IUT Bordeaux 1 - 15, rue Naudet - CS 10207 - 33175 - Gradignan Cedex - FRANCE 
 
Résumé: 
L’utilisation de matériaux composites sur des réservoirs permet le développement 
d’applications de stockage haute pression (Fig.1). 
En effet, dans ce domaine les composites sont très compétitifs par rapport aux matériaux 
métalliques classiquement utilisés. Sur les structures épaisses, l’utilisation de composites 
permet d’obtenir des pressions à rupture très élevées (de l’ordre de 2000 bar), qui ne sont 
pas atteignables en utilisant des réservoirs métalliques. 
Toutefois, cela conduit à utiliser de fortes épaisseurs de composites, et le comportement 
de ce type de structure reste mal maitrisé. En particulier, le comportement des fonds doit 
être étudié avec précision. Il faut en effet intégrer la géométrie complexe liée au procédé 
de mise en œuvre. 
 
Mots clefs: Bobinage, Matériaux Composites, Réservoir 
 
 
 
 
 
 
 
 
Contexte Général : 
Ce travail s’inscrit dans le cadre du développement d’un modèle de comportement des 
structures bobinées. 
Plusieurs travaux de recherches ont été menés dans cette dernière décennie pour mieux 
prédire le comportement des réservoirs en composites - surtout la partie cylindrique [1,2]. 
Un bilan sur les méthodes actuelles pour le dimensionnement des réservoirs a été 
effectué par M. Bertin [3]. 
Fig. 1: Réservoir type IV haute pression 
95L/700bar Poids 85Kg 
La prise en compte de la variabilité et de la spécificité du procédé est également un aspect 
important de notre travail. Nous intégrons donc dans notre modèle de calcul des données 
liées à la mise en œuvre, (évolution continue des angles de bobinage, arrêts des couches, 
zones de fortes épaisseurs, zones très riches en résine, présence de porosités, 
glissement des fibres) et prendre en compte les sollicitations qui s’exercent dans cette 
zone. 
Le travail consiste à représenter précisément la géométrie du réservoir ainsi que donner 
une estimation locale  des propriétés physiques (Taux de porosité, Taux de fibres, Arrêts 
de couches) Fig. (2a, 2b, 2c) par analyse d'image et analyse des défauts, afin de bien 
estimer les propriétés  mécaniques via un modèle micromécanique développé par des 
modèles numériques. Le lien entre le taux, la forme de porosités et propriétés mécanique 
sera aussi étudié. Ainsi que l'influence de l’évolution des épaisseurs, évolution des angles 
et complexité du chargement sur la réponse mécanique. 
 
Conclusion: 
L’objectif de nos travaux est d’enrichir les modèles de comportement global des structures 
bobinées et en particulier dans les zones de fonds, en s’appuyant sur deux points 
particuliers : 
- Le développement d’un modèle en interaction avec les paramètres liés au procédé. 
- La modélisation de l’endommagement intra et inter-laminaire du matériau composite. 
Ce travail de modélisation est associé à des observations expérimentales sur des 
structures ou sur des échantillons représentatifs. 
 
 
 
 
 
  
 
 
 
Bibliographie: 
[1]  A.PILATO, Caractérisation des structures composites bobinées épaisses, application à 
l’étude du comportement de réservoirs de stockage d’hydrogène, thèse de doctorat, 9 
décembre 2011 Université Bordeaux1. 
[2] B. GENTILLEAU, Modélisation et validation expérimentale du comportement 
thermomécanique du multicouche polymère-composite bobiné: application au stockage 
d’hydrogène hyperbare thèse de doctorat, 2 Juillet 2012 Ecole Nationale Supérieure de 
Mécanique et d’Aérotechnique. 
[3] M. BERTIN et al. Qualification des codes pour la prédiction du comportement 
mécanique des structures composites des réservoirs embarqués de stockage à 700 bars 
de l’hydrogène Comptes Rendus des JNC 17 - Poitiers 2011. 
Fig. 2: a) arrêt de couche, b) évolution des épaisseurs, 
c)Porosités 
a) b) c) 


L'utilisation de matériaux composites sur des réservoirs permet le développement d'applications de stockage haute pression. En effet, dans ce domaine les composites sont très compétitifs par rapport aux matériaux métalliques classiquement utilisés. Sur les structures épaisses, l'utilisation de composites permet d'obtenir des pressions à rupture très élevées (de l'ordre de 2000 bar), qui ne sont pas atteignables en utilisant des réservoirs métalliques. Toutefois, cela conduit à utiliser de fortes épaisseurs de composites, et le comportement de ce type de structure reste mal maitrisé. En particulier, le comportement des fonds doit être étudié avec précision. Il faut en effet intégrer la géométrie complexe liée au procédé de mise en œuvre

Oskar Bordeaux

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Science Arts & Métiers (SAM)is an open access repository that collects the work of Arts et Métiers ParisTechresearchers and makes it freely available over the web where possible.This is an author-deposited version published in: http://sam.ensam.euHandle ID: .http://hdl.handle.net/10985/8575To cite this version :Mohammed EL MOUSSAID, Nicolas PERRY, Jean-Christophe WAHL, Christophe BOIS - Modèlede comportement des structures bobinées : étude des fonds - 2013Any correspondence concerning this service should be sent to the repositoryAdministrator : archiveouverte@ensam.euModèle de comportement des structures bobinées : étude des fonds. Mohammed EL MOUSSAID1, Nicolas PERRY1, Jean-Christophe WAHL1, Christophe BOIS1  E-mail : mohammed.elmoussaid@u-bordeaux1.fr , n.perry@i2m.u-bordeaux1.fr, jean-christophe.wahl@u-bordeaux1.fr, christophe.bois@u-bordeaux1.fr 1 : Université Bordeaux 1 Institut de Mécanique et d’Ingénierie de Bordeaux (I2M) IUT Bordeaux 1 - 15, rue Naudet - CS 10207 - 33175 - Gradignan Cedex - FRANCE  Résumé: L’utilisation de matériaux composites sur des réservoirs permet le développement d’applications de stockage haute pression (Fig.1). En effet, dans ce domaine les composites sont très compétitifs par rapport aux matériaux métalliques classiquement utilisés. Sur les structures épaisses, l’utilisation de composites permet d’obtenir des pressions à rupture très élevées (de l’ordre de 2000 bar), qui ne sont pas atteignables en utilisant des réservoirs métalliques. Toutefois, cela conduit à utiliser de fortes épaisseurs de composites, et le comportement de ce type de structure reste mal maitrisé. En particulier, le comportement des fonds doit être étudié avec précision. Il faut en effet intégrer la géométrie complexe liée au procédé de mise en œuvre.  Mots clefs: Bobinage, Matériaux Composites, Réservoir         Contexte Général : Ce travail s’inscrit dans le cadre du développement d’un modèle de comportement des structures bobinées. Plusieurs travaux de recherches ont été menés dans cette dernière décennie pour mieux prédire le comportement des réservoirs en composites - surtout la partie cylindrique [1,2]. Un bilan sur les méthodes actuelles pour le dimensionnement des réservoirs a été effectué par M. Bertin [3]. Fig. 1: Réservoir type IV haute pression 95L/700bar Poids 85Kg La prise en compte de la variabilité et de la spécificité du procédé est également un aspect important de notre travail. Nous intégrons donc dans notre modèle de calcul des données liées à la mise en œuvre, (évolution continue des angles de bobinage, arrêts des couches, zones de fortes épaisseurs, zones très riches en résine, présence de porosités, glissement des fibres) et prendre en compte les sollicitations qui s’exercent dans cette zone. Le travail consiste à représenter précisément la géométrie du réservoir ainsi que donner une estimation locale  des propriétés physiques (Taux de porosité, Taux de fibres, Arrêts de couches) Fig. (2a, 2b, 2c) par analyse d'image et analyse des défauts, afin de bien estimer les propriétés  mécaniques via un modèle micromécanique développé par des modèles numériques. Le lien entre le taux, la forme de porosités et propriétés mécanique sera aussi étudié. Ainsi que l'influence de l’évolution des épaisseurs, évolution des angles et complexité du chargement sur la réponse mécanique.  Conclusion: L’objectif de nos travaux est d’enrichir les modèles de comportement global des structures bobinées et en particulier dans les zones de fonds, en s’appuyant sur deux points particuliers : - Le développement d’un modèle en interaction avec les paramètres liés au procédé. - La modélisation de l’endommagement intra et inter-laminaire du matériau composite. Ce travail de modélisation est associé à des observations expérimentales sur des structures ou sur des échantillons représentatifs.           Bibliographie: [1]  A.PILATO, Caractérisation des structures composites bobinées épaisses, application à l’étude du comportement de réservoirs de stockage d’hydrogène, thèse de doctorat, 9 décembre 2011 Université Bordeaux1. [2] B. GENTILLEAU, Modélisation et validation expérimentale du comportement thermomécanique du multicouche polymère-composite bobiné: application au stockage d’hydrogène hyperbare thèse de doctorat, 2 Juillet 2012 Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d’Aérotechnique. [3] M. BERTIN et al. Qualification des codes pour la prédiction du comportement mécanique des structures composites des réservoirs embarqués de stockage à 700 bars de l’hydrogène Comptes Rendus des JNC 17 - Poitiers 2011. Fig. 2: a) arrêt de couche, b) évolution des épaisseurs, c)Porosités a) b) c) 

https://sam.ensam.eu/bitstream/handle/10985/8575/IMC_CFM_201308_PERRY.pdf?sequence=1&isAllowed=y

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