Soutenance de thèse – Thomas CORRE “Rupture dynamique de membranes élastomères : étude expérimentale par mesure de champs”

Thomas CORRE, doctorant au sein de l’équipe PMM, soutiendra sa thèse le 3 décembre 2018 à 10h30 à Centrale Nantes, Amphithéâtre E sur le sujet suivant:

“Rupture dynamique de membranes élastomères : étude expérimentale par mesure de champs”

Jury

• M. Stéphane ROUX, Directeur de recherche, LMT – ENS Paris Saclay, Rapporteur
• M. Rafael ESTEVEZ, Professeur des Universités, SIMaP – Université Grenoble Alpes, Rapporteur
• Mme. Julie DIANI, Directrice de recherche, LMS – Ecole polytechnique, Examinatrice
• M. Anthony GRAVOUIL, Professeur des Universités, LAMCoS – INSA Lyon, Examinateur
• M. Bruno LEBLE, Ingénieur de recherche, Naval Group, Invité
• M. Michel CORET, Professeur des Universités, GeM – Centrale Nantes, Co-directeur de thèse
• M. Erwan VERRON, Professeur des Universités, GeM – Centrale Nantes, Directeur de thèse

Résumé

Cette thèse s’intéresse à la propagation dynamique de fissure dans les membranes élastomères du point de vue expérimental. Elle a pour but d’identifier les paramètres qui gouvernent la cinématique de ces fissures se propageant à grande vitesse, afin d’en prédire la trajectoire. Fondé sur l’utilisation conjointe d’une caméra à haute résolution et d’une caméra rapide, le dispositif expérimental permet de mesurer des champs à partir de la corrélation d’images au cours de la propagation de la fissure. Mis en pratique sur un polyuréthane, ce dispositif permet de retrouver la configuration de référence de l’éprouvette pendant la propagation de fissure, préalable indispensable à l’étude mécanique du problème. En plus des champs cinématiques, la densité d’énergie élastique et les contraintes sont évaluées grâce à une loi de comportement hypérélastique Les résultats de ces essais constituent une large base de données sur la rupture dynamique de membranes élastomères.

La méthode permet de réaliser une analyse cinématique et énergétique de la propagation stationnaire et instationnaire, toujours dans la configuration de référence. La propagation supersonique est observée pour les hauts niveaux de déformation de la membrane. Enfin, ces observations permettent une discussion sur l’utilisation de l’approche énergétique de la rupture dynamique et de la pertinence des mesures de champs actuelles pour caractériser ce type de propagation de fissure.

Abstract

This PhD thesis tackles the issue of dynamic fracture of elastomer membranes from an experimental point of view. It aims at providing some insight to predict the trajectories of high speed cracks under large strain. An experimental procedure involving high resolution and high speed cameras is developed in order to perform full-field measurements based on digital image correlation during crack propagation. Tested with a highly stretchable elastomer (polyurethane), this set-up permits to retrieve the material configurations of the sample all along crack growth, which is a crucial step toward a complete mechanical analysis of the problem. In addition to the kinematic fields, both strain energy density and stress fields are estimated thanks to a hyperelastic model, which is issued from mechanical characterisation of the material. Results of these experiments provide a comprehensive database on dynamic fracture of membranes.

The method is designed to perform kinematic and energetic analyses of both steady and unsteady crack propagation in the reference configuration. Supersonic crack growth is observed for large prescribed deformation of the membranes. Finally, these observations lead to a discussion on the energetic approach in dynamic crack growth and the current applicability of full-field measurements to characterise dynamic crack growth in elastomers.