Comptes Rendus des JNC 17 - Poitiers 2011 Simulation par éléments finis des procédés par infusion de résine Finite Simulation of the liquid infusion processes G. Pacquaut, J. Bruchon, N. Moulin, S. Drapier, L. Abou Orm Centre SMS - UMR CNRS 5146 Ecole des Mines de Saint-Étienne, 158 cours Fauriel – 42023 Cedex 2 e-mail: bruchon@emse.fr, drapier@emse.fr Résumé Cet article expose un modèle numérique permettant de simuler par éléments finis les procé- dés par infusion de résine au travers de renforts fibreux. Ce modèle nécessite le couplage entre un écoulement dans un milieu poreux (Darcy), non poreux (Stokes) et la déformation élastique de préformes. Une méthode level-set permet de décrire les interfaces fixes ou mobiles de cou- plage. Abstract This paper presents a finite element model for the simulation of resin infusion through fi- brous preforms. The developed model is based on the coupling between the resin flow within a porous domain (Darcy), within a purely fluid domain (Stokes) and the preform elastic deforma- tion. The description of the moving coupling interfaces is perform within a level set context. Mots Clés : Stokes - Stokes - Darcy, matériaux composites, level-set Keywords : Stokes - Darcy, composite material, level-set 1 Introduction Les matériaux composites, obtenus par l’association d’une résine et de renforts fibreux, per- mettent de produire des structures allégées qui conservent une bonne tenue mécanique. Leur utilisation s’est ainsi répandue dans de nombreux secteurs industriels tels que le transport, le bâtiment, l’aérospatial. Ce travail vise à modéliser et simuler par éléments finis les procédés par infusion de résine utilisés pour élaborer des matériaux composites à matrice organique. Le mélange résine - fibres est réalisé au cours de l’élaboration des structures, réduisant ainsi les coûts de production [1]. Ces procédés, encore mal maîtrisés et posant des problèmes de mo- délisation, peuvent se schématiser comme suit (Figure 1) : le domaine considéré est constitué d’un drainant (milieu perméable, initialement non rempli) et de préformes sèches (milieu po- reux, élastique non-linéaire). Sous l’effet d’une pression mécanique extérieure, les préformes sont d’abord compactées. La résine est alors libérée et s’écoule par différentiel de pression, préférentiellement dans le drainant, qualifié alors de milieu purement fluide, avant d’infuser au travers des préformes. Les préformes humides sont alors sujettes à un gonflement, provoqué par la contrainte exercée par la résine. Cette modélisation fait intervenir un premier problème de mécanique des fluides - milieux poreux, avec un couplage entre un écoulement dans le drainant, régi par les équations de Stokes, 1