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Projets de fin d’études (PFE)

Le projet de fin d'études permet aux étudiants de mener une étude en équipe selon une démarche rationnelle et dans le respect du cahier des charges et des délais fixés. Il vient consacrer la capacité des étudiants de 5e année à traduire par des réalisations concrètes les concepts qu’ils apprennent durant leurs études.

Objectifs des Projets d’innovation et de recherche

Les objectifs à atteindre sont en tous points conformes aux objectifs fixés pour les projets de dernière année. Cependant on privilégiera le choix de projets pluridisciplinaires et l'on veillera à bien sensibiliser les étudiants sur la préparation et l'exécution de la soutenance orale.

Liste de sujets traités dans le cadre des PFE

Focus

Dimensionnement d’un moteur de véhicule suborbital habité

Ce sujet de projet de fin d’études est proposé dans le cadre du « Défi Aérospatial Étudiant » dont l’objectif est de créer un véhicule spatial habité en vue de rendre l’espace accessible aux touristes. Le tutorat du projet a été assuré par la société « Planète Sciences ». L’objectif du projet est de réaliser un propulseur permettant à un véhicule suborbital habité d’atteindre une altitude de 100 km à Mach 3.5, selon un cahier des charges précis comprenant certaines contraintes.

Véhicule suborbital

Ainsi le véhicule doit être réutilisable, pouvoir être aéroporté lors des phases de décollage et de montée initiale, mais aussi avoir une longueur, une envergure, une masse à vide et une masse d’ergols très précises. L’aspect innovant de l’étude est de proposer une motorisation hybride, c’est-à-dire utilisant deux ergols stockés séparément : un oxydant sous forme liquide et un pain de combustible solide fixé à l’intérieur de la chambre de combustion.

Étude de la forme d’une aile FALCON 2000LX

L’objectif de ce projet consiste en l’étude structurale de l’aile du FALCON 2000LX ainsi que celle des caractéristiques aérodynamiques. La modélisation en 2D sous CATIA V5 de l’aile existante a permis dans un premier temps de relever la polaire et la finesse de l’aile et d’en déduire l’angle d’incidence pour lequel l’avion décroche.

Par la suite, grâce à la modélisation en 3D, les étudiants ont relevé les forces de portance (comprises entre 8000 N et 55000 N) et trouvé la force à appliquer sur la voilure lors de l’étude structurale. L’étude structurale quant à elle comportait plusieurs phases.

Tout d’abord, une étude de résistance de la structure sous NASTRAN puis une modélisation volumique sous CATIA ont permis d’affiner les choix des structures internes et de peau. Les mesures d’écoulement ont ensuite été réalisées à l’aide du logiciel FLUENT pour chaque angle d’incidence du domaine de vol.

Aile de Falcon 2000LX
Aile de Falcon 2000LX
Étude mécanique de la noix de fourche d’un train d’atterrissage avant d’avion.
Noix de fourche d'un train d'atterissage

La noix de fourche du train avant a pour but de guider et maintenir l’amortisseur, reprendre les efforts transmis par le compas de train et maintenir l’essieu de la ou des roues avant. Le projet de fin d’études consiste à identifier des pièces courantes pouvant répondre au cahier des charges. Ensuite, il faut quantifier les efforts supportés en modélisant en 3D les pièces retenues à l’aide du logiciel CATIA V5 puis les importer sous le logiciel PATRAN.

Le calcul des déplacements et des contraintes générées est également effectué selon la méthode des éléments finis à l’aide du logiciel NASTRAN. L’ensemble des modélisations est réalisé sur les logiciels PATRAN et NASTRAN, qui ont permis de calculer les différentes forces et contraintes qui s’exercent sur les pièces de la noix d’atterrissage.

Les conclusions de ce projet démontrent qu’en utilisant un acier faiblement allié, la pièce est alors capable de résister aux charges appliquées sur la pièce améliorée. Toutefois, c’est bien en acier ou en titane que sont fabriqués les trains d’atterrissage d’avions modernes.