Un ponton piétonnier entièrement fabriqué en GFRP par pultrusion a commencé à développer des fissures longitudinales visibles quelques mois après son installation. L'inspection visuelle n'a pas permis de déterminer l'origine de la défaillance. Une analyse tridimensionnelle par ultrasons numérisés a été utilisée pour cartographier l'intérieur des poutres, révélant de vastes zones avec un manque d'imprégnation de résine dans le noyau du profilé.
Flux de Travail : Scan, Inspection et Simulation dans nCode 🔬
Le processus technique a commencé par la capture de données volumétriques à l'aide d'un réseau de transducteurs ultrasoniques synchronisés, générant un nuage de points tridimensionnel à l'intérieur du matériau. Ce nuage a été importé dans GOM Inspect pour aligner le modèle CAO nominal avec la géométrie réelle du défaut. Des vides de résine allant jusqu'à 8 mm de longueur ont été identifiés dans la zone centrale de la poutre. Ensuite, un maillage d'éléments finis a été exporté vers Siemens Simcenter, où des propriétés orthotropes du GFRP ont été attribuées. Le modèle a été chargé avec des conditions aux limites de trafic piétonnier cyclique. Enfin, l'historique des contraintes a été transféré vers nCode DesignLife pour exécuter une analyse de fatigue multiaxiale, prédisant une durée de vie réduite de 60 % en raison de la concentration de contraintes sur les bords des vides.
Implications pour le Contrôle Qualité en Pultrusion ⚙️
La méthodologie a démontré que la défaillance n'était pas due à une conception structurelle déficiente, mais à un défaut de fabrication interne. Le manque d'imprégnation agit comme une entaille interne qui initie le délaminage sous des charges de flexion répétitives. Ce cas valide la nécessité d'intégrer des systèmes d'inspection volumétrique 3D et de simulation de fatigue dans la ligne de production des profilés pultrudés, permettant de détecter les zones critiques avant la mise en service.
Quelles méthodologies de simulation par éléments finis permettent de prédire avec plus de précision la propagation du délaminage dans les profilés pultrudés en GFRP sous des charges cycliques de fatigue ?
(PS : La fatigue des matériaux, c'est comme la tienne après 10 heures de simulation.)