Contribution à la modélisation et à la simulation tridimensionnelle de l’interface fibres/fil

Ce travail a été réalisé dans le cadre du Programme ARCUS PECO

Aujourd'hui, malgré le nombre important de travaux dans le domaine de la modélisation des textiles, il n’existe aucune étude montrant la faisabilité de simuler le comportement dynamique d’un fil à partir de la fibre. Plus précisément, la modélisation d’un fil prenant en compte la représentation 3D de la fibre, ces caractéristiques mécaniques et physiques et son intégration dans un modèle  fil, est encore au stade de la fiction.  

L'objectif principal de cette thèse est de compléter les travaux de recherche réalisés dans le domaine du textile, en élargissant de manière significative le secteur étudié et en incluant de nouvelles méthodologies de recherche. Ceci peut être réalisé par la mise en cascade cohérente des différents modèles d’interface fibre-fil, fil-tissu et tissu-vêtement conduit à une analyse complète des métiers du textile. Ce concept pipe-line évite les fractures technologiques que l’on retrouve à l’heure actuelle aux différents stades d’avancement du produit : filature, tissage, confection. L’équipe du GEMTEX travaillant sur la modélisation des structures textiles a un savoir faire reconnu sur les problèmes d’interface fil-tissu et tissu-vêtement, mais il leur reste à compléter l’amont de cette structure multi-modèle, c'est-à-dire l’interface fibre-fil, pour contrôler l’ensemble de la modélisation.

Le premier chapitre présente l’état de l’art du sujet dans les différents domaines représentatifs de l’étude. La synthèse montre que peu de chercheurs travaillent en amont du processus de création qui est de créer directement le modèle de fils et de le simuler en 3D. Le second chapitre traite de la modélisation géométrique des fils en tenant compte des paramètres de la structure et des caractéristiques des fibres  pour réaliser une image virtuelle 3D de celui-ci. Différents modèles de représentation sont proposés en fonction des besoins de l’étude et de l’industrie. Le troisième chapitre utilise les réseaux de neurones afin d'établir le transfert des caractéristiques des fibres vers le fil. Ce modèle à caractère décisionnel est mis en place afin de valider le modèle statistique en fonction de ces paramètres d’entrée-sortie. Le quatrième chapitre traite de la modélisation des caractéristiques mécaniques du fil. Les comportements en traction et en flexion sont étudiés à l’échelle de la fibre afin de les intégrer dans de futurs travaux à nos modèles 3D. Le dernier chapitre présente notre contribution à la simulation des différents modèles de fils mis en place.