Stage - Modèle paramétrique et optimisation en masse d'une bride de tuyauterie

🚀MaiaSpace est une entreprise européenne de technologie spatiale, qui conçoit, fabrique et exploite des solutions compétitives et durables pour la mobilité spatiale. Nous sommes animés par la conviction que l'accès à l'espace est un catalyseur majeur pour une vie meilleure et plus durable sur Terre, en relevant les défis auxquels l'humanité est confrontée : le climat, les ressources, la connectivité et les données. Notre objectif est de réussir à concevoir et tester un mini-lanceur réutilisable 🚀 

Contexte

Le stage vise à réduire la masse des brides de tuyauterie du lanceur grâce à une chaîne de calcul entièrement scriptée sous HyperWorks / OptiStruct.

Au sein du service structures de MaiaSpace, l'équipe en charge des lignes fluides justifie la tenue mécanique de l'ensemble des lignes du lanceur, dont les lignes cryogéniques du second étage. Les brides sont aujourd'hui définies à partir de dimensions normalisées, souvent conservatives, et chaque variante demande un modèle éléments finis construit manuellement.

Sur un lanceur, chaque kilogramme gagné se traduit en charge utile. Un modèle paramétrique piloté par un fichier de données, couplé à une démarche d'optimisation, permet d'explorer rapidement les épaisseurs tout en garantissant la tenue mécanique et l'étanchéité de l'assemblage.

Objectifs

L'objectif est de livrer un outil qui, à partir des dimensions normalisées d'une bride, génère, calcule et optimise automatiquement ses épaisseurs pour une masse minimale.

• Construire un modèle éléments finis paramétrique d'une bride boulonnée, généré entièrement par script à partir d'un fichier de paramètres (norme, diamètre nominal, classe de pression, matériau, épaisseurs).

• Automatiser la chaîne complète : géométrie, maillage, propriétés, cas de charge, calcul OptiStruct, post-traitement et calcul des marges.

• Minimiser la masse sous contraintes : marges mécaniques positives, critère d'étanchéité respecté, marges des vis selon la méthodologie interne et contraintes de fabrication.

• Chiffrer le gain de masse sur des brides réelles du lanceur.

Environnement logiciel :

• HyperMesh (API Python, Tcl si besoin) : Géométrie, maillage, propriétés, cas de chargevet export du deck, entièrement scriptés

• OptiStruct : Calcul statique non linéaires (contact, précharge des vis, plasticité, chargement thermique)

• HyperStudy : Pilotage des séries de calculs, plans d'expériences, métamodèles et optimisation 

• HyperView (API Python) : Post-traitement, extraction des résultats et images standardisées 

• Python embarqué HyperWorks : Orchestration, calcul des marges, génération des tableaux de résultats 

Livrables

• Scripts de génération, de calcul et de post-traitement, versionnés et commentés.

• Fichier de paramètres type et base matériaux associée.

• Rapport de validation de l'outil : comparaison au modèle détaillé, convergence de maillage.

• Étude d'optimisation sur 2 ou 3 brides réelles, avec le gain de masse chiffré et les marges associées.

• Guide utilisateur permettant la reprise de l'outil par l'équipe.

Profil recherché

Étudiant(e) en dernière année d'école d'ingénieurs ou en Master 2, spécialité mécanique des structures

• Bonnes bases en méthode des éléments finis et en mécanique des matériaux (élasticité, plasticité).

• A l'aise en Python

• Une première expérience de HyperMesh / OptiStruct, du contact ou de l'optimisation est un plus.

• Rigueur, autonomie et goût pour l'automatisation des méthodes de calcul.