Séminaire GeM – “Analyse multiéchelle du comportement des matériaux hétérogènes”

Présentation : Equipe E3M – Jamal FAJOUI, GeM, IUT Saint-Nazaire
Invitation : Equipe MS

Analyse multiéchelle du comportement des matériaux hétérogènes

Résumé :

Les activités de recherche de Jamal Fajoui concernent les relations existantes entre le comportement mécanique des matériaux et la structure à différentes échelles (macroscopique, mésoscopique et microscopique) ainsi que les procédés de mise en forme ou encore les conditions d’utilisation des matériaux. Plusieurs approches expérimentales et numériques ont été développées afin de caractériser les matériaux métalliques et composites en particulier les structures sandwichs.

Le séminaire  sera décomposé en deux axes :

Axes I : Analyse de l’hétérogénéité intragranulaire des matériaux cubiques

Dans cet axe de travail, nous avons développé des modèles prédictifs à double transition d’échelles (de la cellule au grain et du grain au polycristal) permettant de mieux reproduire le comportement réel de matériaux soumis à des chargements monotones et complexes (effet Bauschinger) au travers d’une meilleure description de la plasticité à l’échelle du grain. Les hétérogénéités intragranulaires ont été analysées. Des résultats numériques et expérimentaux (essais mécaniques, diffraction des rayons X, synchrotron et diffraction des neutrons) concordants ont été obtenus sur des matériaux industriels (Al6060, acier 316L et Fer-). Cela a permis de valider les approches à champs moyens développées à travers le modèle autocohérent d’Eshelby-Kröner, l’approximation de Mori-Tanaka et le modèle de Peeters.

Axes II : Durabilité des structures sandwichs

Les matériaux sandwich sont développés pour répondre aux besoins des applications haute technologie tels que l’aérospatiale et le maritime. Dans les bateaux, ces matériaux, utilisés comme structure légère, sont fortement sollicités, avec des chargements statiques et cycliques sous l’effet du slamming. Un mauvais dimensionnement d’une telle structure peut engendrer la perte de performance en service sous l’effet de la fatigue et la perte de rigidité. La maîtrise des propriétés mécaniques de ces matériaux demeure une exigence au regard de l’amélioration de leur durabilité.
Dans ce travail, trois objectifs sont définis :
• Améliorer les capacités d’un banc d’essai spécifique permettant de mener des essais de fatigue en flexion quatre points et de slamming sur des matériaux sandwich.
• Etudier une nouvelle géométrie d’éprouvette sandwich, déduite de la norme ASTM, permettant une bonne localisation de la rupture.
• Caractériser expérimentalement un matériau sandwich en statique et en slamming.
• Développer un modèle numérique permettant de reproduire le comportement statique et en fatigue polycyclique du matériau sandwich.