Soutenance de thèse – Elie Eid – Vers une analyse multi-échelle de la fissuration dynamique des matériaux architecturés

Elie Eid soutiendra sa thèse le 10 décembre 2021 à 13h00 à Centrale Nantes sur le sujet suivant :

Vers une analyse multi-échelle de la fissuration dynamique des matériaux architecturés

Résumé :

Durant ces dernières années, on a vu un intérêt de plus en plus marqué pour de nouveaux matériaux avancés appelés matériaux architecturés. On s’intéresse à la fissuration de matériaux architecturés dans lesquels la séparation d’échelle n’est pas toujours bien établie. Ceci se traduit par de fortes interactions entre le front de la fissure et l’architecture du matériau indépendamment de l’échelle considérée. De plus, sous chargements dynamiques, des ondes élastiques entrent en jeu et les interactions entre le front de la fissure, les ondes élastiques et la microstructure pilotent ensemble le comportement global de la structure. Dans cette thèse, trois types de matériaux architecturés (microstructures) sont considérés : un réseau de trous périodique et deux réseaux quasi-périodiques type Penrose.  L’analyse est divisée en trois parties.Pour étudier l’influence de la microstructure sur la propagation des fissures à différentes échelles, des simulations numériques de rupture sont analysées ; ces simulations montrent une meilleure résistance des matériaux quasi-périodiques à la propagation des fissures. De plus, on développe une approche de changement d’échelle “bottom-up” qui n’a pas recours à la notion de volume élémentaire  représentatif. Celle-ci  permet donc une évaluation multi-échelle cohérente des propriétés effectives à la rupture des microstructures périodiques et quasi-périodiques. On montre ainsi l’inévitabilité de la prise en compte d’un milieu effectif non-homogène pour modéliser avec précision la réponse globale d’un matériau en tenant compte de sa sous-structure. En dynamique, une analyse de l’influence de l’architecture sur l’atténuation des ondes élastiques montre une meilleure performance des réseaux quasi-périodiques. De plus, pour comprendre le ou les mécanismes régissant le phénomène de branchement dynamique dans un milieu homogène, un critère basé sur la mécanique de la rupture dynamique est développé et validé sur une nouvelle configuration expérimentale où l’imagerie à haute vitesse et haute résolution est combinée à la corrélation d’images numériques pour capturer les phénomènes marquants.  Le rôle incontestable que joue la contrainte T dans le branchement dynamique est mis en avant. Cette thèse fournit ainsi les outils nécessaires à une analyse multi-échelle de la rupture dynamique des matériaux architecturés.

Composition du jury :