Notre préoccupation principale concerne la rhéologie des matériaux solides abordée selon le tryptique :
- Développement ou raffinement de lois de comportement thermomécanique conditionnés à l’identifiabilité paramétrique (Model-Based Metrology)
- Caractérisations expérimentales micro-macro, in-situ et sur variables intrinsèques pour produire des mesures propres à alimenter une métrologie par approches inverses d’identifiabilité paramétrique (Model-Based Metrology).
- Compréhension des mécanismes de déformation des microstructures au sein du Volume Elementaire Représentatif grâce à des mesures locales in-situ et/ou par modélisation virtuelle de systèmes hétérogènes par solveurs spectraux.
Les matériaux étudiés sont essentiellement les matériaux polymères (amorphes ou semi-cristallins) ou les matériaux composites à matrice polymère. Les nouveaux projets de recherche de notre Opération Scientifique se concentrent sur 3 axes
- Recherche fondamentale concernant de nouvelles approches couplées de modélisation du comportement mécanique de solides hétérogènes, basées sur une description éventuellement heuristique des réorganisations microstructurales par méthodes de champs de phase.
- Raffinement des lois de comportement sur la base d’essais multiaxiaux de type traction-torsion.
- Rhéologie solide de nouveaux matériaux, les vitrimères à précurseurs thermoplastiques.
Moyens humains
- 3 Enseignants-chercheurs
- 1 Doctorant en moyenne dans l’OS
Installations expérimentales
La plateforme RhéoSol se compose de machines d’essais
- Presse hydraulique MTS 100kN avec électronique Flextest SE
- Machine traction / torsion MTS Bionix 25kN avec électronique Flextest 60
- Machine Bose 3.3kN (Fatigue, DMA : 0.001-10 Hz, études en température, banc flexion 3 points)
- Mini-machine Kammrath&Weiss 5kN : Platine de traction compression pour essais sous bancs optiques ou rayonnement synchrotron sur grands équipements : Soleil (Swing), Swiss Light Source (Tomcat, cSAXS)
- Analyseur Dynamique Mécanique (DMA) Acoem-Metravib, +/- 150N, fréquences 0.00001Hz-1000Hz, Températures -150°C-500°C, 7 décades de mesure de raideurs en flexion 3 points, traction-compression, cisaillement de films minces
Et de moyens métrologiques
- Champs cinématiques
- Système RealTime VideoExtensometry (Développement interne)
- ARAMIS (stéréo-corrélation d’images 3D)
- Champs thermiques
- Camera IR
- Rétrodiffusion de lumière incohérente
- Laser multispectral 0.4-0.8m
- Caméra optique et banc optique avec générateur/analyseur de polarisation
Les simulations numériques de comportement matériau se concentrent essentiellement sur l’échelle du V.E.R macroscopique à partir de codes
- Eléments Finis (ABAQUS, FlexPDE)
- Ou sans maillage : Solvers spectraux pour la mécanique (Développement sur CRAFT – LMA: version développée pour des simulations de DMA virtuelle et sur AMITEX – CEA, Maison de la simulation) et les méthodes de champ de phase (codes internes)
Simulation numérique : CRAFT
L’équipe a proposé une version modifiée du code CraFT permettant de simuler le comportement de matériaux hétérogènes viscoélastiques sous régime harmonique.
CraFT-virtual-DMA est disponible en téléchargement
Champs scientifiques
- Elasticité, Viscoélasticité, Plasticité, Endommagement
- Thermodynamique des Processus Irréversibles
- Approche Fractale de la dissipation en Viscoélasticité et modélisations numériques virtuelles de DMA sur VER synthétiques 3D hétérogènes.
- Méthodes Inverses (Estimation paramétrique sur lois de comportement, reconstruction de sources thermomécaniques)
Métrologie
- Mesure de Champs, inversion de Mesures (Stéréo-Corrélation d’images, Imagerie IR) et techniques d’estimation paramétrique
- Essais mécaniques (traction-torsion-compression-flexion et Fatigue)
- Essais de viscoélasticité dynamique (DMA) de 10-3 à 103 Hz
- Technique de caractérisation in situ de l’endommagement par diffusion de lumière incohérente polarisée (matériaux semi-transparents) et multispectrale
- Caractérisation submicronique sur grands équipements : Soleil (Swing), Swiss Light Source (Tomcat)
- Caractérisation submicronique par diffractions de rayons X (SAXS, WAXS)
Collaborations
- Laboratoire Environnement et Minéralurgie, LEM UMR 7569, Nancy
- Laboratoire de Mécanique et Acoustique, LMA UMR 7031, Marseille
- CEA – Maison de la simulation, USR 3441, Saclay
- Laboratoire de Physique des Solides, LPS UMR 8502, Orsay
- Laboratoire de Réactions et Génie des Procédés, LRGP UPR 3349, Nancy
| ANDRE | Stéphane | Professeur |
| BOISSE | Julien | Maître de conférences |
| CUNAT | Christian | Professeur émérite |
| FARGE | Laurent | Maître de conférences |
| CORNU | Marc | Doctorant |
| DAUJAT | Valentin | Ingénieur |