La simulation numérique au service du CNRS

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SC Software Corporation, leader des logiciels et solutions de simulation permettant d’accélérer les méthodes de conception de produits innovants, annonce que les chercheurs du Laboratoire d’astrophysique de Marseille (LAM, sous tutelle du CNRS), utilisent sa solution d’analyse non linéaire par la méthode des éléments finis Marc pour simuler un nouveau procédé permettant d’utiliser l’hydroformage pour obtenir les formes extrêmes de miroir optique nécessaires à la nouvelle génération de télescopes et instruments astronomiques, tout en réduisant les coûts et les délais de production de ces miroirs.            

« Nous avons choisi Marc pour analyser le processus d’hydroformage parce que ce logiciel a démontré la précision de ses résultats dans les problèmes de changements non linéaires complexes en géométrie et en propriétés des matériaux, explique Zalpha Challita, post-doctorante au CNRS-LAM. Marc a démontré sa capacité à modéliser avec précision le processus d’hydroformage, et sera donc largement utilisé à l’avenir. »

Les surfaces de miroirs de forme libre, c’est-à-dire les surfaces ayant une forme plus complexe que celles des miroirs symétriques classiques (sphère, parabole, hyperbole, etc.), offrent d’importants avantages : les degrés de liberté supplémentaires qu’elles autorisent permettent d’améliorer les performances optiques des instruments, réduisant ainsi leur masse et leur taille. La technique d’hydroformage consiste à déformer le matériau en une seule étape pour lui donner sa forme finale, ceci en le mettant en contact avec un moule de forme spécifique par application d’un fluide à haute pression sur la surface optique. Ce procédé permet également de produire une surface de qualité élevée, car il élimine la nécessité d’un outil mécanique au contact de la surface du miroir.

Toutefois, le processus d’hydroformage est difficile à concevoir et à optimiser, car le miroir doit subir une déformation plastique pour former une surface optique de forme libre. L’analyse par éléments finis (FEA) réalisée avec Marc a permis de quantifier les erreurs résiduelles après l’hydroformage et d’optimiser le système. Les capacités de Marc en optimisation permettent de corréler les résultats expérimentaux, en tenant compte du bilan d’erreur de quelques micromètres autorisé en optique astronomique.

Le CNRS utilise Marc, solution d’analyse non linéaire et multiphysique de MSC Software, pour simuler l’hydroformage des miroirs optiques

Source : https://www.mscsoftware.com/