Soutenance d’HDR Jamal FAJOUI – “Contribution à l’étude multiéchelle du comportement des matériaux hétérogènes”

Le 12 décembre 2016, Jamal FAJOUI, Maître de Conférences à l’Université de Nantes / IUT de St Nazaire et membre de l’équipe E3M présentera ses travaux lors de sa soutenance d’Habilitation à Diriger des Recherches.

Contribution à l’étude multiéchelle du comportement des matériaux hétérogènes

RESUME:

Mes activités de recherche au sein de l’équipe Etat Mécanique et Microstructure des Matériaux (E3M), du GeM, 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.

Ainsi mes activités de recherche sont décomposées en deux axes :

Axe I : Comportement mécanique multiéchelle des matériaux métalliques : couplage diffraction – homogénéisation

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 inter et intragranulaire 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, Ti-Zirconium). 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.

Axe II : Durabilité des matériaux composites

Dans cette partie, nous nous sommes intéressés au phénomène de diffusion et à la déformation locale de type hygroscopique et / ou mécanique. Cette étude a été menée sur des composites à matrice organique et sur des structures sandwichs.
Dans un premier temps, nous avons simulé la diffusion de l’humidité dans un matériau composite instrumenté par des fibres optiques à réseaux de Bragg. L’évolution des déformations hygroscopiques a également été simulée. Une confrontation simulations-expériences est encourageante.
Dans un second temps, nous avons mené une analyse de l’évolution de la déformation de cisaillement locale dans un matériau sandwich à âme PVC et peaux composites sous chargement de flexion 3 et 4 points. Des capteurs à fibre optique, basés sur l’effet Rayleigh, ont été utilisés. Une approche numérique, utilisant les éléments finis, est associée aux mesures expérimentales. Les simulations permettent de connaître les états mécaniques dans les zones où sont placées les fibres optiques.
Enfin, le matériau d’âme est caractérisé en fatigue au moyen d’un montage d’essai innovant et d’une modélisation thermomécanique associée. Nous avons pu montrer que la durée de vie d’une mousse PVC, caractérisée à l’aide de la nouvelle géométrie proposée, est significativement augmentée par rapport à celle obtenue avec l’essai normalisé classique.

JURY:

Mme Salima BOUVIER, Professeur des Universités, Université de Technologie de Compiègne
M. Xavier FEAUGAS, Professeur des Universités, Université de La Rochelle
M. Manuel FRANCOIS, Professeur des Universités, Université de Technologie de Troyes
M. David GLOAGUEN, Professeur des Universités, Université de Nantes
M. Frédéric JACQUEMIN, Professeur des Universités, Université de Nantes
M. Fodil MERAGHNI, Professeur des Universités, ENSAM – Arts et Métiers ParisTech