Développement de nouvelles règles de dimensionnement optimisées pour éléments en aluminium extrudés de sections quelconques

1. Résumé du projet

Le Canada est le troisième producteur mondial d’aluminium de première fusion, et quelques 90 % de l’aluminium canadien est produit au Québec. Cette production joue un rôle économique majeur au Québec. Les nombreux avantages de l’aluminium, (rapport résistance/poids élevé, excellente durabilité, résistance à la corrosion, recyclabilité et formabilité dans la construction durable) sont largement reconnus ; cependant, son utilisation accrue dans les infrastructures civiles n’a pas encore été observée par rapport aux matériaux de construction classiques. Le manque de connaissance de leur comportement et l’absence de règles de conception adéquates sont les principaux freins à l’adoption de cet alliage comme matériau de construction. La présente proposition vise ainsi à développer une nouvelle base de connaissances pour mieux concevoir les infrastructures à base d’aluminium, en particulier pour les éléments en compression.

Avec les progrès des techniques de fabrication, les sections métalliques extrudées sont souvent asymétriques et à parois minces. Pour de telles extrusions, les instabilités (locales et globales) sont souvent le facteur déterminant lors de la conception sous compression. Cependant, la compréhension de leur comportement au flambement est notoirement sous-développée, et les conceptions actuelles se limitent à des extrusions régulières et symétriques tout en ignorant leur comportement non linéaire du matériau, ce qui entraîne une prédiction imprécise de leur résistance.

Objectifs

Pour une conception efficace des profilés en aluminium de formes complexes, cette proposition vise à étudier le comportement de flambement de ces profilés avec différentes variations géométriques par des études expérimentales et numériques, et à proposer une plate-forme de calcul robuste mais efficace pour la prédiction précise de leur résistance. Le partenariat avec MAADI Group Inc. permettra le développement de la nouvelle génération d’extrusions commerciales en aluminium, couramment utilisées dans les ponts et structures marines en aluminium.

Résultats attendus et retombées escomptées

Les résultats de ce projet conduiront à des règles de conception plus économiques et plus précises grâce à une meilleure prise en compte des caractéristiques géométriques, de la plasticité, de l’écrouissage et des possibilités d’interaction entre modes. On prévoit que ces règles de conception feront éventuellement partie des codes de conception canadiens et internationaux.

En fournissant la solution indispensable au développement des produits d’aluminium capables de concurrencer les matériaux de construction structurels traditionnels, ce projet permettra à l’aluminium de devenir un « matériau de choix » pour les applications structurelles. Il contribuera ainsi à l’objectif du plan Stratégique de Développement de l’Aluminium du Québec de promouvoir l’utilisation de cet alliage dans divers secteurs. Grâce à la collaboration industrielle de ce projet, les modèles et les outils mis au point pourront être vérifiés pour applications réelles et complexes, ce qui profitera au fabricant et aux concepteurs de structures en aluminium pour la construction d’infrastructures durables et économiques. De plus, ce projet aidera la candidate à former des étudiants diplômés qui bientôt travailleront dans des entreprises canadiennes, ainsi qu’à appliquer leurs connaissances pour former d’autres étudiants.

2. Équipe de recherche

Équipe de recherche

3. Appel de propositions

Le projet est d’une durée de 3 ans et le montant total octroyé est de 369 245 $.