La Gazette N°43
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La Gazette N°43 1 Editorial Année 2016 Chers adhérent(e)s, collègues et ami(e)s, Avant toute chose, je voudrais rendre hommage à Véronique Aubin et à Renald Brenner. Véronique, qui a quitté le Conseil d'administration de MECAMAT en 2016, a œuvré de nombreuses années au sein du bureau sans se ménager, en assumant à la fois la vice-présidence, la responsabilité des groupes de travail, et celle de la liste de diffusion. Renald, quant à lui, a assumé avec brio la charge de responsable des manifestations, qu'il quitte tout en restant au conseil d'administration. Notre association leur doit beaucoup, je les en remercie chaleureusement. L'activité de l'association est forte. En ce qui concerne notre manifestation phare, le colloque national d'Aussois, les éditions 2017, 2018 et 2019 seront consacrées à la fatigue des matériaux, aux matériaux numériques, et à l'endommagement et la rupture des matériaux. Vos propositions pour 2020 et au-delà seront les bienvenues. Nos liens avec diverses sociétés savantes se renforcent. A la suite de la création en 2015 du groupe de travail « Matériaux numériques », commun à la SF2M, qui a tenu ses deux premières manifestations avec succès, un nouveau groupe de travail « Mesures de champs et identification », commun à l'AFM, l'AMAC et l'AUGC, a vu le jour en 2016 et a lui aussi organisé sa première manifestation au mois de juin. Finalement, j'ai le grand plaisir de vous annoncer que la candidature de Nantes pour l'organisation d'EMMC 2018, que MECAMAT a soutenue officiellement, a été acceptée par le board d'EuroMech. Bravo à Laurent Stainier, qui a porté cette candidature. La baisse des adhésions, que nous avons connue ces quelques années passées, nous a obligés à nous questionner, puis à tenter de renforcer notre attractivité, notamment en refondant notre site WEB, dont la nouvelle mouture a été mise en servie récemment, grâce au travail d'Olivier Arnould. Vous avez peut-être remarqué notre nouveau logo. Nos efforts semblent porter leurs fruits, car, depuis peu, le nombre de nos adhérents semble remonter. J'en suis très heureux. Aurions-nous pu imaginer une association dynamique, dont les manifestations rencontrent un public toujours plus motivé, mais sans aucun adhérent ? Nous devons néanmoins rester vigilants, notamment en direction des doctorants et des jeunes chercheurs. Si notre conseil d'administration a subi une cure de rajeunissement grâce à l'arrivée de quatre jeunes collègues en 2016, l'attractivité des colloques d'Aussois auprès des thésards semble décliner. C'est dommage pour eux, car c'est une occasion unique de faire connaissance avec leurs anciens et de s'intégrer à leur future communauté. Mais c'est aussi dommage pour nous, car ils sont notre futur. Pour terminer, sachez que ce numéro de la gazette sera le dernier sous ce format. La gazette est sur le point de se métamorphoser, je vous donne rendez-vous dans quelques mois pour découvrir sa nouvelle formule. Bonne lecture à tous. Hervé TRUMEL Président de MECAMAT
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La Gazette N°43
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Editorial Année 2016 Chers adhérent(e)s, collègues et ami(e)s,
Avant toute chose, je voudrais rendre hommage à Véronique Aubin et à Renald Brenner. Véronique, qui a quitté le Conseil d'administration de MECAMAT en 2016, a œuvré de nombreuses années au sein du bureau sans se ménager, en assumant à la fois la vice-présidence, la responsabilité des groupes de travail, et celle de la liste de diffusion. Renald, quant à lui, a assumé avec brio la charge de responsable des manifestations, qu'il quitte tout en restant au conseil d'administration. Notre association leur doit beaucoup, je les en remercie chaleureusement.
L'activité de l'association est forte. En ce qui concerne notre manifestation phare, le colloque national d'Aussois, les éditions 2017, 2018 et 2019 seront consacrées à la fatigue des matériaux, aux matériaux numériques, et à l'endommagement et la rupture des matériaux. Vos propositions pour 2020 et au-delà seront les bienvenues.
Nos liens avec diverses sociétés savantes se renforcent. A la suite de la création en 2015 du groupe de travail « Matériaux numériques », commun à la SF2M, qui a tenu ses deux premières manifestations avec succès, un nouveau groupe de travail « Mesures de champs et identification », commun à l'AFM, l'AMAC et l'AUGC, a vu le jour en 2016 et a lui aussi organisé sa première manifestation au mois de juin. Finalement, j'ai le grand plaisir de vous annoncer que la candidature de Nantes pour l'organisation d'EMMC 2018, que MECAMAT a soutenue officiellement, a été acceptée par le board d'EuroMech. Bravo à Laurent Stainier, qui a porté cette candidature.
La baisse des adhésions, que nous avons connue ces quelques années passées, nous a obligés à nous questionner, puis à tenter de renforcer notre attractivité, notamment en refondant notre site WEB, dont la nouvelle mouture a été mise en servie récemment, grâce au travail d'Olivier Arnould. Vous avez peut-être remarqué notre nouveau logo. Nos efforts semblent porter leurs fruits, car, depuis peu, le nombre de nos adhérents semble remonter. J'en suis très heureux. Aurions-nous pu imaginer une association dynamique, dont les manifestations rencontrent un public toujours plus motivé, mais sans aucun adhérent ?
Nous devons néanmoins rester vigilants, notamment en direction des doctorants et des jeunes chercheurs. Si notre conseil d'administration a subi une cure de rajeunissement grâce à l'arrivée de quatre jeunes collègues en 2016, l'attractivité des colloques d'Aussois auprès des thésards semble décliner. C'est dommage pour eux, car c'est une occasion unique de faire connaissance avec leurs anciens et de s'intégrer à leur future communauté. Mais c'est aussi dommage pour nous, car ils sont notre futur.
Pour terminer, sachez que ce numéro de la gazette sera le dernier sous ce format. La gazette est sur le point de se métamorphoser, je vous donne rendez-vous dans quelques mois pour découvrir sa nouvelle formule.
Bonne lecture à tous.
Hervé TRUMEL
Président de MECAMAT
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Sommaire
Édito …………………………………………………………………………………………… 1
Sommaire …………………………………………………………………………………… 2
Groupes de Travail ……………………………………………………………………… 3
Programme Aussois 2016…………………………………………………………….. 8
Habilitations et Thèses ……………………………………………………………… 11
Comptes rendus ……………………………………………………………………….. 51
Assemblée Générale – 20/01/2016
Conseil d’Administration – 28/04/2016
Conseil d’administration. ………………………………………………………….. 81
Bureau et commissions………………………………………………………………. 82
Bulletin d’adhésion …………………………………………………………………. 83
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Groupes de Travail « Mécamat »
INTITULÉ ET OBJECTIFS DU GROUPE DE TRAVAIL RESPONSABLES
APMM, Approches probabilistes en mécanique des matériaux
Les principaux thèmes traités sont les suivants :
Modèles et simulations de structures aléatoires (identification de modèles à partir d’analyse d’images de la microstructure, génération de réalisations de milieux aléatoires 3D).
Analyse morphologique des microstructures (en particulier en 3D, grâce aux progrès de la microtomographie) et des champs (par exemple de déplacements).
Homogénéisation des structures aléatoires (calcul de bornes avec prise en compte d'informations statistiques sur la microstructure, changement d’échelle par couplage d’un calcul par éléments finis et de la morphologie, à partir d’images ou de simulations).
Modèles probabilistes de rupture et d'endommagement (modèles analytiques et simulations), effets d’échelle sur le comportement en rupture.
PROCHAINE JOURNÉE THÉMATIQUE : avec le groupe de travail TTMR à l'Ecole des Mines de Paris, 60 bd Saint-Michel, Paris 6e, le 30 novembre 2015.
En complément des aspects classiques abordés dans les thématiques des groupes, les journées de Paris accueilleront également le WORKSHOP SF2M - Mecamat de la commission/GT "Matériau numérique" le 1er décembre 2015
François WILLOT Mines de Paris
tél: 01 64 69 48 07 [email protected]
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TTMR, Traitements thermomécaniques - Microstructure et Rhéologie
Ce groupe de travail s’intéresse à toutes les recherches, expérimentales ou théoriques, ayant pour objectif de mieux connaître (aspect fondamental) et maîtriser (applications) la rhéologie globale et locale des matériaux hétérogènes par nature, c’est-à-dire constitués de deux ou éventuellement plusieurs phases, mais aussi de matériaux hétérogènes par "accident", par exemple un alliage monophasé recristallisant ou s'endommageant en cours de déformation.
Par rhéologie globale, on entend les lois de comportement macroscopiques (relations entre contrainte, déformation, vitesse de déformation, température ; influence du chemin de déformation) et par rhéologie locale le comportement (déformations, contraintes) du matériau à l’échelle mésoscopique, c’est-à-dire celle des grains ou des domaines de phases homogènes, en liaison avec les évolutions de microstructure (dislocations, précipités) et de texture.
Le domaine visé est typiquement celui des grandes déformations monotones et des comportements plastiques et viscoplastiques, rencontrés dans la pratique en mise en forme des métaux. Toutefois, les activités du groupe sont largement ouvertes à d’autres matériaux ductiles, tels que les polymères et les composites à matrice métallique.
PROCHAIN SÉMINAIRE : avec le groupe de travail APMM
David PIOT CSMS, Mines de Saint-Etienne
tél. : 04 77 42 00 87 [email protected]
INTITULÉ ET OBJECTIFS DU GROUPE DE TRAVAIL RESPONSABLES
PMER, Physique et mécanique de l'endommagement et de la rupture
Ce groupe de travail vise à favoriser les échanges scientifiques autour des problématiques d'endommagement, de fissuration et de ruine des matériaux et des structures : mécanismes élémentaires de dégradation, caractérisation expérimentale, modélisation, simulation numérique et difficultés mathématiques associées. Une attention particulière est portée, d'une part, aux développements les plus récents et, d'autre part, aux travaux de synthèse et d'analyses comparatives entre méthodes. La classe des matériaux considérés est aussi large que possible : milieux homogènes ou hétérogènes, ductiles ou fragiles, continus ou discrets.
PROCHAIN SÉMINAIRE : Contacter les organisateurs
Pierre-Olivier BOUCHARD CEMEF, Mines Paris Tech
tél : 04 93 67 89 21 pierre-olivier.bouchard@mines-
paristech.fr
Cyril KAZYMYRENKO LaMSID, EDF R&D
tél : 01 47 65 42 37 [email protected]
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MDP, Mécanique des polymères
Le Groupe de Travail « Mécanique des Polymères » de MECAMAT a été créé en 1994. Il bénéficie, par le biais de listes de diffusion, du double parrainage de l’Association Française de Mécanique (AFM) et du Groupe Français d’études et d’applications des Polymères (GFP). À la différence de la plupart des Groupes de Travail, celui-ci est centré sur une classe de matériaux, prise au sens global (thermoplastiques, élastomères, thermodurcissables). De ce fait, les problématiques examinées balaient un large spectre : viscoélasticité, plasticité, renforcement, endommagement, rupture notamment. Sur chacun de ces thèmes, l’objectif de ce groupe est de concilier visions physique et mécanique, approches expérimentales et théoriques. Les réunions rassemblent assez systématiquement un quarantaine de participants, universitaires et industriels. PROCHAIN SÉMINAIRE : PARIS (ENSAM), le 18 juin 2015
Julie DIANI PIMM, Arts et Metiers ParisTech
tél : 01 44 24 61 92 [email protected]
Jean-Luc BOUVARD CEMEF
tél : 04.93.67.89.59 jean-luc.bouvard@mines-
paristech.fr
INTITULÉ ET OBJECTIFS DU GROUPE DE TRAVAIL RESPONSABLES
IMS, Interfaces dans les milieux solides
Les interfaces sont des plans séparant des milieux solides qui présentent des propriétés mécaniques distinctes. Elles se rencontrent dans tout type de matériaux (métaux et alliages, composites, bétons, céramiques…) et sous des formes diverses (interfaces entre fibre, interphase et matrice, joints de grains, fissures…). Les propriétés des matériaux au voisinage des interfaces sont souvent affectées, les interfaces sont alors le siège de concentrations de contraintes. Elles sont donc des sites privilégiés de germination et de propagation de fissures (décohésion fibre-matrice dans les composites, dommage intergranulaire de fluage dans les polycristaux métalliques…). Les interfaces influencent souvent les propriétés mécaniques des matériaux (comportement contrainte-déformation, endommagement, rupture) tant à l’échelle locale qu’à l’échelle macroscopique. Le groupe a pour objectif d’organiser des séminaires et de favoriser les échanges entre les chercheurs et les ingénieurs travaillant sur les thématiques précédentes. Les disciplines concernées sont diverses : mécanique des matériaux, mécanique de l’endommagement et de la rupture, métallurgie, sciences des matériaux, génie des procédés… Le groupe se veut une interface entre ces communautés… Il souhaite mettre en valeur tout autant des travaux théoriques et/ou numériques que des travaux expérimentaux (essais mécaniques, observations microstructurales, observations des mécanismes…), de manière à faire se rencontrer et échanger ces communautés. PROCHAIN SÉMINAIRE : Contacter les organisateurs
Nicolas CARRERE LBMS, ENSTA Bretagne
tél : 02 98 34 88 67 nicolas.carrere@ensta-
bretagne.fr
Maxime SAUZAY SRMA, CEA Saclay
tél : 01 69 08 35 67 [email protected]
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INTITULÉ ET OBJECTIFS DU GROUPE DE TRAVAIL RESPONSABLES
MécaDymat
Les problèmes traités concernent la formulation, l’identification et l’implantation de lois de comportement fiables de matériaux sous sollicitations dynamiques (i.e., pour des vitesses de déformations supérieures à 1 s-1). L’objectif étant de modéliser les dégradations (e.g., endommagement) et la ruine (e.g., rupture) de ces matériaux (aucune classe de matériaux n'est exclue a priori). Les applications liées à la thématique de ce groupe de travail concernent les problèmes d’impact (i.e., interaction d’un projectile et d’une structure). Les domaines tant civil (e.g., verrières et pare-brise impactés par des pierres) que militaire (e.g., blindages impactés par des projectiles de toute nature) sont concernés par ce type d’étude. Une seconde classe d’applications concerne le crash (qu’il soit automobile, ferroviaire ou aérospatial). De nombreux efforts sont déployés dans ce domaine en vue de pouvoir simuler numériquement le crash, mais les résultats ne sont pas tous quantitatifs à l’heure actuelle. Enfin les processus de mise en forme des matériaux nécessitent souvent des vitesses de sollicitations relevant du domaine de la dynamique. PROCHAIN SÉMINAIRE : Contacter les organisateurs
Eric DELETOMBE ONERA Lille
tél : 03 20 49 69 36 [email protected]
Patrice LONGERE Institut Clément Ader, ISAé
Toulouse tél : 05 61 17 11 78
Couplages multiphysiques
Ce groupe de travail, qui s'adresse à des communautés très différentes (génie électrique, mécaniciens, numériciens, physiciens…), se concentre sur l'analyse des couplages entre mécanique, magnétisme, électricité et thermique principalement dans les matériaux magnétiques, piézoélectriques et les alliages à mémoire de forme (avec transformations de phase displacives). Le thème que les animateurs souhaitent mettre en avant est plus un objectif essentiel à atteindre afin d'unir la communauté très composite de ce groupe de travail. Il s'agit du développement d'axes transverses dont l'objectif est de faire un lien entre les différents types de couplages (état de l'art, comparaison…) autour :
des approches expérimentales, de la modélisation, et des méthodes numériques,
des applications (couches minces, contrôle de forme, contrôle actif de vibrations, mise en forme...).
PROCHAIN SÉMINAIRE : Contacter les organisateurs
Shabnam ARBAB CHIRANI LMBS, ENIB
tél : 02 98 05 66 81 [email protected]
Olivier HUBERT LMT-Cachan
tél : 01 47 40 22 24 [email protected]
Laurent STAINIER GeM, École Centrale Nantes
tél : 02 40 37 25 86 [email protected]
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INTITULÉ ET OBJECTIFS DU GROUPE DE TRAVAIL RESPONSABLES
Écomatériaux
Le terme d'éco-materiaux est défini dans une publication de Kohmei Halada (Halada K., Ecomaterials. Bull Jpn Inst Metals. 1992 ; 31 : 505-512) datant de 1992. De manière générale, il s'agit de matériaux qui contribuent à la réduction de l'impact environnemental lié aux activités humaines. Cette notion prend tout son sens dans le contexte de développement durable et d'écoconception. Le groupe de travail « éco-matériaux » est commun à deux associations scientifiques : AMAC, l'Association pour les Matériaux Composites & MECAMAT, Groupe Français de Mécanique des Matériaux. Les objectifs du groupe de travail sont de :
communiquer et partager des informations scientifiques et techniques rigoureuses,
identifier les besoins en recherche dans le domaine de la mécanique,
effectuer une veille sur les éco-matériaux en France et dans le monde (normes, législations, contexte économique et social, enjeux, perspectives...),
favoriser les contacts avec les industriels et les financeurs potentiels.
PROCHAIN SÉMINAIRE : Contacter les organisateurs
Christophe POILÂNE CIMAP, Université de Caen
tél : 02 33 80 85 16 [email protected]
Fabienne TOUCHARD Institut P', Poitiers tél : 05 49 49 82 28
Transformations de phases
Le groupe de travail « transformation de phase » est commun à deux associations scientifiques : MECAMAT, Groupe Français de Mécanique des Matériaux & SF2M, Société Française de Métallurgie et de Matériaux.
PROCHAIN SÉMINAIRE : Contacter les organisateurs
Elisabeth GAUTHIER Institut Jean Lamour, Nancy
tél : 03 83 58 42 11 [email protected]
universite.fr
Benoît APPOLAIRE LEM, ONERA
tél : 01 46 73 41 23 benoit.appolaire//onera.fr
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Habilitations et Thèses
Habilitations à diriger des recherches GRONDIN Frédéric, Ecole Centrale de Nantes Date soutenance : 10 septembre 2015 Titre : Apports de la modélisation multi-échelles pour l'analyse expérimentale de la durabilité des matériaux cimentaires Résumé : Ce mémoire d’Habilitation à Diriger des Recherches présente les résultats des travaux de recherche sur la communion possible entre la modélisation et l’expérimentation pour l’étude des déformations différées dans les matériaux cimentaires. Les modèles développés, basés sur des approches multi-échelles, avaient comme rôle l’aide à l’analyse des expériences. En effet, les déformations mécaniques induites sont responsables de l’apparition de fissures dans la microstructure, qui peuvent être identifiées par des méthodes expérimentales d’observation microstructurales, et leur évolution renseignent sur la durabilité des matériaux. Ces méthodes se différencient selon le mode d’observation, la taille des matériaux et la précision d’observation. Pour des micro-mécanismes complexes elles montrent parfois des limites dans l’analyse du comportement. L’approche multi-échelles apparaît intéressante par la possibilité qu’elle offre d’enrichir la modélisation en intégrant des informations sur la microstructure. La pertinence de ces approches repose sur le retour possible à l’échelle microscopique pour localiser les champs micromécaniques et leur analyse renseigne alors sur l’endommagement potentiel et les mécanismes de dégradation. Ces travaux sont poursuivis avec un nouvel objectif qui sera d’exploiter ces modèles pour une analyse prédictive des ouvrages. Jury : Fabrice BERNARD, Hélène DUMONTET, Abdelhafid KHELIDJ, Ahmed LOUKILI, Gilles PIJAUDIER-CABOT, Alain SELLIER, Jean-Michel TORRENTI BADEL Pierre, Ecole des Mines de Saint-Etienne Date soutenance : 28 septembre 2015 Titre : Mécanique des tissus mous : applications en médecine et chirurgie vasculaires Résumé : Ce mémoire d’Habilitation à Diriger des Recherches présente les résultats des travaux de recherche sur la communion possible entre la modélisation et l’expérimentation pour l’étude des déformations différées dans les matériaux cimentaires. Les modèles développés, basés sur des approches multi-échelles, avaient comme rôle l’aide à l’analyse des expériences. En effet, les déformations mécaniques induites sont responsables de l’apparition de fissures dans la microstructure, qui peuvent être identifiées par des méthodes expérimentales d’observation microstructurales, et leur évolution renseignent sur la durabilité des matériaux. Ces méthodes se différencient selon le mode d’observation, la taille des matériaux et la précision d’observation. Pour des micro-mécanismes complexes elles montrent parfois des limites dans l’analyse du comportement. L’approche multi-échelles apparaît intéressante par la possibilité qu’elle offre d’enrichir la modélisation en intégrant des informations sur la microstructure. La pertinence de ces approches repose sur le retour possible à l’échelle microscopique pour localiser les champs micromécaniques et leur analyse renseigne alors sur l’endommagement potentiel et les mécanismes de dégradation. Ces travaux sont poursuivis avec un nouvel objectif qui sera d’exploiter ces modèles pour une analyse prédictive des ouvrages. Jury : Alain COMBESCURE, Jean-Pierre FAVRE, Jean-François GANGHOFFER, Christian GEINDREAU, Franck NICOUD, Laurence ROUET, Anne-Virginie SALSAC, Stéphane AVRIL.
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GELEBART Lionel, CEA SACLAY Date soutenance : 13 novembre 2015 Titre : Contribution numérique et expérimentale à l’approche micromécanique du comportement de matériaux hétérogènes Résumé : Les travaux menés depuis 2002 au CEA-Saclay (DEN/DMN/SRMA) s’articulent autour de l’étude du comportement mécanique des matériaux hétérogènes et plus particulièrement autour des relations entre microstructure, mécanismes de déformation (plasticité ou endommagement) et comportement macroscopique. La soutenance se focalisera sur deux thématiques : l’approche multi-échelles du comportement mécanique des matériaux composites SiC/SiC et les méthodes d’homogénéisation numérique basées sur les Transformées de Fourier Rapide, dites méthodes FFT. Les matériaux composites SiC/SiC sont envisagés comme tubes de gainage du combustible dans le cadre des réacteurs de 4ème génération (Gaz-cooled Fast Reactors). Le comportement est envisagé à deux échelles : l’échelle du toron (assimilable à un composite 1D) puis l’échelle du tube composite constitué de couches tressées (assemblage 2D de torons). Dans les deux cas, une analyse fine de la microstructure et des mécanismes d’endommagement est mise en place par le biais d’observations, et essais in-situ, en imagerie 2D optique ou électronique à balayage (MEB) ou encore 3D en tomographie X. Dans les deux cas, la caractérisation quantitative des mécanismes d’endommagement est utilisée pour construire, identifier et valider un modèle de comportement à bases micromécaniques. Dans le cas des tubes composites, l’ensemble de la démarche est appliquée sous sollicitations biaxiales. Parmi les méthodes d’homogénéisation numérique, utilisées pour déduire le comportement élastique des composites SiC/SiC, les méthodes FFT connaissent un intérêt croissant. Fortement spécialisées (conditions périodiques, cellule parallélépipédique), elles représentent une alternative particulièrement performante à l’utilisation de codes éléments finis « généralistes ». Elles souffrent cependant de quelques défauts : sensibilité de la convergence au choix du milieu de référence, au contraste mécanique entre les constituants, présence d’oscillations parasites sur les champs solutions. Différentes solutions sont proposées afin d’améliorer ces différents points : filtre des propriétés mécaniques, filtre de l’opérateur de Green, algorithme de résolution. Par ailleurs, la méthode est étendue au cas des grandes transformations pour des applications en plasticité cristalline. Enfin, les développements les plus aboutis sont introduits au sein du code AMITEX_FFTP (http://www.maisondelasimulation.fr/projects/amitex/html/index.html),massivement parallèle, permettant de repousser les limites classiquement rencontrées en simulation numérique : l’occupation mémoire et la durée du calcul. Jury : D. Kondo, Y. Monerie, E. Martin (rapporteurs), P. Pilvin, R. Brenner, J. Crépin et F. Hild. LEOTOING Lionel, INSA de Rennes Date soutenance : 5 novembre 2015 Titre : Caractérisation et modélisation de comportements mécaniques limites de matériaux Jury : Anne-Marie HABRAKEN, Laurent TABOUROT, Pierre-Yves MANACH, Elisabeth MASSONI, Sylvain DRAPIER, Jean-Benoît LE CAM, Eric RAGNEAU. FEISSEL Pierre, UTC Compiègne Date soutenance : 13 novembre 2015 Titre : Outils numériques pour l'exploitation des essais mécaniques Jury : M. BONNET Marc, M. GRAVOUIL Anthony, M. HILD François, M. MATTHIES Hermann, M. VILLON Pierre, M. WATRISSE Bertrand.
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RISBET Marion, UTC Compiègne Date soutenance : 23 novembre 2015 Titre : Longueurs internes des matériaux et leurs impacts sur le comportement statique et cyclique : approche expérimentale dédiée Jury : Mme BOUVIER Salima, M. CHARKALUK Eric, M. FAVERGEON Jérôme, M. FEAUGAS Xavier, M. SAINTIER Nicolas, M. TOTH Laszlo. LAURIN Frédéric, ONERA Date soutenance : 20 novembre 2015 Titre : Transfert vers l’industrie de modèles avancés pour la prévision de la tenue de structures composites aéronautiques Jury : Pedro CAMANHO, Christian HOCHARD, Frédéric LACHAUD, Bruno DAMBRINE, Pierre LADEVEZE, Marie-Christine LAFARIE, Yves REMOND, Jean-François MAIRE. Résumé : Les travaux présentés dans ce mémoire concernent la proposition de modèles d’endommagement et de rupture pour la prévision de l’endommagement et de la rupture de structures composites et leur transfert vers l’industrie aéronautique. Cette démarche a été mise en place pour différentes classes de matériaux composites, à savoir les matériaux stratifiés d’unidirectionnels, les matériaux tissés 3D à matrice organique et à matrice céramique. Cette étude peut être décomposée en différentes étapes intimement liées, à savoir : (i) la compréhension des mécanismes d’endommagement et de rupture intervenant au sein de matériaux composites au travers d’essais spécifiques (sur éprouvettes élémentaires ou sur structures) associés à une multi-instrumentation riche (émission acoustique, corrélation d’images, micro-tomographie X…), (ii) la proposition de modèles d’endommagement et de rupture thermodynamiquement admissibles, reposant sur les bases physiques définies précédemment et prenant en compte les spécificités des différents composites étudiés, (iii) la proposition de différentes stratégies de calcul, dont la complexité est adaptée à la problématique industrielle afin de permettre leur usage en bureaux d’études et (iv), enfin, l’intérêt de ces modèles avancés pour le dimensionnement de pièces composites industrielles réelles, prenant en compte les effets des défauts (initiaux ou induits) sur la tenue ou la durée de vie et décrivant la réalité du chargement appliqué (statique ou fatigue). Le transfert des modèles développés, des protocoles d’identification associés et des stratégies de calcul vers différents partenaires de l’industrie aéronautique constitue une spécificité de ces travaux de recherche. BEDOUI Fahmi, UTC Date soutenance : 11 décembre 2015 Titre : Les interactions microstructure-comportement mécanique des polymères. Jury : Mme BOUVIER Salima, Mme. CASTAGNET Sylvie, M. AHZI Said, M. COLIN Xavier, LAME Olivier, M. LEGALLAIS Cécile, REMOND Yves. FEREC Julien, Université de Bretagne Sud Date soutenance : 22 mars 2016 Titre : Contribution à la rhéologie non linéaire des suspensions de particules non sphériques Jury : SAPHIANNIKOV-GRENZER Marina, CARREAU Pierre, PHAN-THIEN Nhan, KUZHIR Pavel, ORGÉAS Laurent, AUSIAS Gilles Résumé : Ces travaux de recherche menés depuis 2010 portent sur la rhéologie des suspensions de particules non-sphériques. Ces fluides ont des comportements complexes qu’il est important d’appréhender car ils sont largement utilisés dans le monde industriel. D’un point de vue scientifique, la rhéologie de ces systèmes représente un défi majeur : le mouvement de ces particules qui modifie profondément le comportement du fluide, les interactions interparticulaires et
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fluide-particules, sans oublier le caractère nonnewtonien que peut présenter le fluide suspendant, sont des phénomènes physiques difficiles à observer, mesurer et modéliser. L’objectif est de pouvoir comprendre et prédire le comportement de ces suspensions à l’échelle macroscopique via des approches micromécaniques et des techniques d’homogénéisation, telles que les modèles cellulaires, la théorie des corps minces ou la théorie cinétique. Plusieurs modélisations sont considérées pour prendre en compte la non-linéarité des forces d’interaction interparticulaires, les caractères rhéofluidifiants et viscoélastiques du fluide suspendant ou bien le comportement d’agrégats composés de fibres, qu’ils soient rigides ou déformables. SOULIE Fabien, LMGC Date soutenance : 15 juin 2016 Titre : Interfaces, capillarité et mouillage dans les interfaces MAZIERE Matthieu, Centre des Matériaux - Mines ParisTech Date soutenance : 23 juin 2016 Titre : Modélisation des bandes de Lüders et de l'effet Portevin - Le Chatelier dans les alliages métalliques POMMIER Régis, Université de Bordeaux 1 Date soutenance : 29 juin 2016 Titre : Green Wood Processing ; Développement de nouvelles méthodes d’éco-conception des composants à base de bois Jury : Pierre BLANCHET, Denys BREYSSE, Christine DELISEE, Frédéric DUBOIS, Meriem FOURNIER, Peer HALLER, Michael O’DONOHUE, Eric PAPON, Guido SONNEMAN
Thèses PEYRE GEORGES, Mines ParisTech Directeurs de thèse : Frédéric Feyel, Vincent Chiaruttini Date soutenance : 22 septembre 2015 Titre : Méthode EF2 et hyperréduction de modèle: vers des calculs massifs à l'échelle micro Résumé : Des méthodes de réduction de modèle sont utilisées pour diminuer le coût de calcul associé à des analyses paramétriques de structures qui requièrent un très grand nombre de simulations quasi-identiques. Parmi ces méthodes, l'hyperréduction de modèle est efficace pour attaquer les problèmes de mécanique non-linéaire. Une approche orientée objet de cette méthode dans le cadre d'un code éléments finis modulaire a été développée. L'architecture logicielle s'appuie sur un algorithme qui se déroule en deux étapes : une étape offline dans laquelle le modèle réduit est construit à partir d'états du système mécanique et une étape online de calcul réduit qui exploite le modèle réduit. La structure du code qui repose sur l'utilisation d'un élément réduit permet d'améliorer la performance, de simplifier la prise en main et de favoriser sa réutilisation dans les développements futurs de la méthode. En outre, la méthode d'hyperréduction est revisitée et améliorée : des bases réduites vectorielles et tensorielles sont mises en œuvre pour traiter les champs de contraintes et de variables internes des calculs éléments finis non-linéaires. En particulier, l'accent est mis sur la prise en compte des conditions aux limites périodiques et des conditions de bord libre. Dans cette démarche, les conditions aux limites au bord du domaine réduit sont imposées dans l'équation de l'équilibre mécanique réduit. Des exemples d'inclusions élastiques fibre/matrice sont fournis ainsi qu'un calcul complet adaptatif non-linéaire sur plaque perforée. Pour prendre en
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compte les effets de la microstructure, les méthodes éléments finis au carré (EF2) divisent le problème mécanique en deux échelles. A l'échelle microscopique, les équations de comportement sont intégrées sur le volume élémentaire représentatif (VER) sollicité en condition périodique. Le comportement de la structure macroscopique est déterminé par homogénéisation. Une méthode d'hyperréduction multidimensionnelle est appliquée au problème microscopique constitué de l'ensemble des volumes élémentaires représentatifs. On se sert d'un algorithme de Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno (BFGS) pour mettre à jour les matrices tangentes macroscopiques en chaque point de Gauss. On parvient ainsi à diminuer le temps de calcul sur des modèles de faible dimension. Cependant, pour des calculs de taille plus importante, les gains réalisés par l’hyperréduction multidimensionnelle sont encore un peu faibles pour envisager une utilisation industrielle. Plusieurs pistes de recherche sont proposées pour améliorer la performance de la méthode. CASTRO-LOPEZ Camilo, Ensma Poitiers Directeurs de thèse : Sylvie Castagnet, Jean-Claude Grandidier, Nadège Brusselle, Xavier Lefebvre. Date soutenance : 11 Septembre 2015 Titre : Modélisation du comportement diffuso-mécanique d'un polymère semi-cristallin sous pression d'eau Résumé : La compréhension des couplages hydro-mécaniques pouvant influencer le comportement mécanique d’un polymère semi-cristallin (PSC) sous forte pression d’eau est à l’origine de ce travail de recherche. Afin de décrire des phénomènes de diffusion d’eau et leurs impacts sur le comportement mécanique du matériau lors d’un chargement multiaxial, l’influence des caractéristiques microstructurales sur le comportement diffuso-mécanique du matériau a été considérée dans la modélisation. Un modèle de comportement mécanique permettant de rendre compte du phénomène de cavitation généré par d’importantes déformations en traction et de l’évolution du comportement mécanique macroscopique vis-à-vis de la pression de confinement est ainsi couplé à un modèle de sorption dépendant de l’état microstructural du matériau. Une représentation multiphasique à différentes échelles est considérée : à une échelle ‘macroscopique’, le polymère cavité sous pression d’eau est assimilé à un milieu poreux constitué d’une phase solide (PSC) et une phase fluide (l’eau saturant les pores). A l’échelle du polymère, le comportement viscoplastique du PSC est modélisé à partir de la thermodynamique des milieux poreux, appuyé dans une représentation mésoscopique de sa microstructure, où le réseau cristallin interagit avec l’amorphe libre.Le modèle couplé a été implémenté dans un code de calcul par Eléments Finis. Les résultats de simulation démontrent la potentialité du modèle proposé, notamment sa capacité à capter des phénomènes de couplage entre la microstructure du matériau, la diffusion d’espèces et l’état de contraintes et déformations locales du matériau, permettant ainsi d’explorer des voies de compréhension des observations expérimentales. HALILA FAYCEL, LEMTA Directeurs de thèse : Mohammed NOUARI, Christophe CZARNOTA Date soutenance : 8 septembre 2015 Titre : Modélisation analytique et caractérisation expérimentale de l'usure par abrasion des outils de coupe
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CHAARI NERMINE, ILM, CEA Saclay Directeurs de thèse : David Rodney, Emmanuel Clouet Date soutenance : 25 septembre 2015 Titre : Modélisation ab initio de la plasticité dans les métaux hexagonaux purs, zirconium et titane, et effet de l'oxygène Résumé : Nous menons une étude en simulations atomiques des propriétés des dislocations vis <a>dans le zirconium et le titane purs, et de l’effet durcissant de l’oxygène dans ces deux métaux de transition de structure hexagonale compacte, en utilisant deux modèles énergétiques, les calculs ab initio basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité et les calculs en potentiel empirique. Ce travail permet d’abord d’établir le profil énergétique complet de la dislocation vis dans le zirconium pur au cours de ses différents modes de glissement. Nos calculs révèlent l’existence d’une configuration métastable de la dislocation vis partiellement étalée dans le plan pyramidal de première espèce. Cette configuration est responsable du glissement dévié de la dislocation vis du plan prismatique, plan principal de glissement, vers le plan pyramidal ou le plan basal. Ce profil énergétique est modifié par l’ajout d’atomes d’oxygène en impureté. L’oxygène favorise le glissement dévié dans le plan pyramidal ce qui entraine un durcissement du glissement prismatique. L'oxygène a également pour effet de piéger la dislocation dans la configuration métastable sessile. La même démarche de modélisation est ensuite appliquée au titane. Dans le titane pur, les mêmes configurations d e la dislocation vis, que celles observées dans le zirconium, sont obtenues, mais avec des niveaux énergétiques différents. Ceci conduit à un mécanisme de glissement différent. Tout comme dans le zirconium, l’oxygène favorise le glissement pyramidal dans le titane en affectant la structure de cœur de la dislocation. De plus, la présence de l’oxygène fait baisser l’énergie de la configuration métastable associée au glissement pyramidale, mais pas suffisamment pour la piéger. BOSSO Elodie, Mines Paristech Directeurs de thèse : Jacques BESSON, Jérôme CRéPIN Date soutenance : 22 septembre 2015 Titre : Comportement du Zircaloy-4 recristallisé : identification du comportement anisotrope pour application à la situation d’accident de réactivité Résumé : La texture marquée des tôles et des gaines en alliages de zirconium se traduit par une forte anisotropie du comportement mécanique. L'objectif de l'étude est de caractériser et de modéliser le comportement anisotrope de tôles en alliage de Zircaloy-4 recristallisé. La caractérisation de l'anisotrope du comportement est réalisée au travers d’essais mécaniques conventionnels (chargements en traction et en cisaillement) sur tôles en utilisant la méthode de corrélation d’images numériques. Dans un premier temps, un modèle a été identifié à partir de cette base expérimentale sur tôle. La loi est validée par des calculs éléments finis d’essais de traction sur éprouvettes plates entaillées. Dans un second temps, la transférabilité du modèle de la tôle vers le tube a été étudiée. Pour les chargements uniaxiés, la transférabilité est avérée. En revanche, pour les chargements biaxiés la transférabilité est moins bonne. Une réidentification des paramètres gérant l'anisotrope du comportement en intégrant à la base d'identification un essai équibiaxié sur tube a été nécessaire.
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FALLOT Guillaume, Arts et Métiers ParisTech Directeurs de thèse : Laurent BARRALLIER, Sébastien JEGOU Date soutenance : 30 septembre 2015 Titre : ROLE DU CARBONE LORS DE LA NITRURATION D’ACIERS DE CONSTRUCTION ET INFLUENCE SUR LES PROPRIETES MECANIQUES Résumé : Lors du traitement de nitruration, la diffusion de l’azote dans les aciers entraîne la transformation des carbures de revenu en nitrures. Durant cette transformation, du carbone est relâché dans la matrice ferritique. L’étude expérimentale a mis en avant que cette décarburation est observable quel que soit le type de nitruration et pouvait aller jusqu’à 20 % dans le cas où la couche nitrurée ne comportait pas de couche de combinaison. Cette décarburation est induite par la réaction du carbone relâché au cours de la transformation de la cémentite avec l’hydrogène issu de la décomposition de l’ammoniac pour former une espèce carbonée, cette réaction a lieu tant qu’aucune couche de combinaison n’est présente à la surface. Cette redistribution du carbone influe sur la microstructure et les profils de contraintes résiduelles des couches nitrurées. Grâce aux résultats expérimentaux, ce phénomène a été implémenté dans le modèle de simulation de la nitruration développé au laboratoire. Cette implémentation porte essentiellement sur les conditions initiales et aux limites qui ont été obtenues en complétant les résultats expérimentaux par une simulation thermodynamique permettant de simuler des profils d’azote et de carbone proches de ceux obtenus expérimentalement. Le modèle permet également de calculer la variation de volume accompagnant la précipitation et ainsi de calculer les champs des contraintes résiduelles générées à la température de nitruration et leurs modifications lors du refroidissement. Le caractère polyphasé du matériau est pris en compte, la simulation permettant de connaître les contraintes résiduelles dans la ferrite, les précipités et les contraintes résiduelles macroscopiques grâce à un modèle micromécanique de transition d’échelles de type auto-cohérent. Cette approche multiphysique est applicable à l’ensemble des aciers au carbone allié (Cr, Mo, V). Ce modèle a été plus particulièrement appliqué à la nuance industrielle 33CrMoV12-9. L’ensemble de cette étude a permis de comprendre l’influence du carbone sur les propriétés mécaniques des couches nitrurées et de mettre au point un cycle industriel de nitruration en se basant sur les résultats expérimentaux et la simulation. JAMART JULIETTE, Ecole Nationale d'Ingénieurs de Saint-Etienne et l’Ecole Centrale de Lyon Directeurs de thèse : Hassan ZAHOUANI, J. Michel BERGHEAU Date soutenance : 9 Octobre 2015 Titre : Caractérisation multi-échelle du comportement morpho-mécanique de la fibre capillaire suite à une sollicitation thermomécanique DEMIZIEUX Marie-Christine, UTC, CEA Saclay Directeurs de thèse : BOUVIER Salima, DESGRANGES Clara Date soutenance : 9 Octobre 2015 Titre : Etude des mécanismes de formation et d’écaillage des couches d’oxydes formées sous vapeur d’eau à haute température pour les matériaux de structure des générateurs de vapeur des RNR FLAMENT CAMILLE, INP Grenoble, CEA Directeurs de thèse : Alexis DESCHAMPS, Jérôme GARNIER, Joël RIBIS Date soutenance : 1 décembre 2015 Titre : Etudes des évolutions microstructurales sous irradiation de l’alliage d’aluminium 6061-T6 Résumé : L’alliage d’aluminium 6061-T6 a été choisi comme matériau de structure du casier et du caisson du coeur de réacteur Jules Horowitz (RJH). Transparent aux neutrons, il doit ses bonnes
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propriétés mécaniques à la précipitation de fines aiguilles nanométriques appelées β’’-MgxSiy et à la présence de dispersoïdes Al(Cr,Fe,Mn)Si jouant un rôle important dans la résistance à la recristallisation. Le caisson et le casier seront soumis à de forts flux neutroniques à une température avoisinant les 50°C. L’objectif de cette thèse est d’étudier les évolutions microstructurales de l’alliage sous irradiation et plus particulièrement la stabilité des précipités. Pour cela, des études analytiques par irradiations in-situ et ex-situ aux électrons et aux ions à température ambiante et forte dose ont été réalisées ainsi qu’une étude du comportement des précipités sous irradiations aux neutrons à faible dose. La caractérisation fine des précipités par Microscopie Electronique en Transmission a montré que les dispersoïdes sont stables sous irradiation, cependant ils présentent une structure coeur/coquille avec un coeur riche en (Fe, Mn) et une coquille riche en Cr qui s’accentue sous irradiation par accélération de la diffusion. En revanche, les nano-phases type β’’ sont déstabilisées par l’irradiation. Elles sont dissoutes par irradiation aux ions au profit de l’apparition d’amas riches en Mg, Si, Al, Cu et Cr participant à l’augmentation du durcissement de l’alliage, tandis qu’elles tendent à se transformer en précipités cubiques sous irradiation aux neutrons. HALLER XAVIER, LMGC, IRSN Directeurs de thèse : Yann Monerie, Stéphane Pagano, Pierre-Guy Vincent Date soutenance : 23 octobre 2015 Titre : Modélisation du comportement élastique des matériaux nanoporeux : application au combustible UO2 Résumé : Le dioxyde d’uranium irradié (UO2), combustible nucléaire des réacteurs à eau pressurisée, contient deux populations de cavités saturées par des gaz de fission : i. des cavités intergranulaires plutôt lenticulaires, dont la taille varie de quelques dizaines à plusieurs centaines de nanomètres, ii. des cavités intragranulaires plutôt sphériques, dont la taille est de l’ordre du nanomètre. Des travaux récents ont montré qu’il existe un effet de surface à l’échelle des cavités nanométriques qui modifie le comportement élastique effectif du combustible. Ce travail vise à proposer un modèle micromécanique analytique capable de tenir compte de cette microstructure hétérogène ainsi que de l’effet de surface afin de décrire le comportement élastique macroscopique de l’ UO2 irradié. La démarche mise en œuvre est fondée sur une modélisation multi-échelles et s’appuie sur des techniques d’homogénéisation en mécanique des matériaux. L’ UO2 irradié est décrit comme un matériau poreux contenant des nanocavités sphériques (cavités intragranulaires) et sphéroïdales (cavités intergranulaires), sous pression et orientées aléatoirement. L’effet de surface présent à l’échelle nanométrique est pris en compte via un modèle d’interface imparfaite cohérente entre la matrice et les cavités. Un modèle original fondé sur l’approche par motifs morphologiques représentatifs a été développé afin de décrire le comportement élastique effectif de ce milieu hétérogène. Le modèle analytique proposé repose sur des hypothèses simplificatrices dont la pertinence est évaluée à partir de simulations numériques par éléments finis qui s’appuient sur une formulation spécifique afin de tenir compte de la présence d’interfaces imparfaites cohérentes. TIBA Idriss, Université de Lorraine, Université de la Sarre Directeurs de thèse : Thiebaud Richeton, Stéphane Berbenni, Horst Vehoff Date soutenance : 14 octobre 2015 Titre : Effets des interfaces cristallines sur les champs mécaniques en plasticité cristalline et conséquences sur le glissement dans des micro-pilliers bi-cristallins Résumé : Dans le but de parvenir à comprendre le rôle des joints de grains sur la déformation des polycristaux, il est nécessaire d’étudier finement le comportement des bi-cristaux. Dans cette étude, une approche expérimentale innovante basée sur la fabrication et l’étude du comportement mécanique et de la plasticité cristalline de micro-pilliers bi-cristallins est combinée à une approche de
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modélisation micromé- canique. Cette approche théorique est basée sur la théorie continue des dislocations ou théorie "FDM" (pour "Field Dislocation Mechanics" en anglais) dans laquelle les dislocations stockées au joint de grains sont décrites par une distribution continue de dislocations interfaciales. Ce modèle fournit des expressions analytiques explicites des champs de contraintes et de rotations du réseau dans le cas d’un bi-cristal infini avec un joint de grains plan. Les contributions des différentes sources d’incompatibilité qui se développent dans les deux grains du bi-cristal sont mises en évidence en raison des anisotropies élastique et plastique liées aux différentes orientations cristallines présentes de part et d’autre du joint de grains. Des calculs éléments finis ont permis de valider l’approche dans une zone proche du joint de grains et distante des surfaces libres du micro-pillier. Les prédictions de l’approche de modélisation sont confrontées aux résultats d’une analyse expérimentale basée sur des essais de compression menés à température ambiante sur des micro-pilliers bi-cristallins de Ni fabriqués au FIB (pour "Focused Ion Beam" en anglais) sous forme de cylindres de diamètre 10 µm et de facteur de forme 2. D’abord, l’étude s’est concentrée sur les prédictions des cissions résolues sur tous les systèmes de glissement du bi-cristal en utilisant le modèle continu. Les effets des fractions volumiques de cristaux et de l’inclinaison du joint de grains ont également été pris en compte dans l’analyse. Les prédictions du modèle développé dans cette thèse sont en accord avec les systèmes de glissement actifs identifiés. Concernant l’entrée en plasticité et les systèmes de glissement associés dans chaque composante du bi-cristal, le modèle développé est plus pertinent que la loi de Schmid. Les essais de compression sont suivis par des mesures microstructurales effectuées par EBSD, pour quantifier les rotations du réseau dans chaque grain au cours de la déformation. Celles-ci ont été également calculées et discutées à l’aide du modèle micromécanique développé dans cette thèse. BREDA CAROLE, IRDL (Ex LBMS), Institut franco-allemand de recherches de Saint-Louis (ISL) Directeurs de thèse : Yves-Marie Scolan Date soutenance : 21 octobre 2015 Titre : Confinement à l’aide de mousse aqueuse des effets combinés de souffle et de projection de fragments générés par la détonation d’un engin explosif Résumé : La lutte contre les effets des Engins Explosifs Improvisés (EEI) constitue un enjeu majeur pour la sécurité intérieure et pour la protection des Forces Armées déployées à l’extérieur du territoire national. Parmi différents matériaux poreux, il a été démontré expérimentalement depuis les années 70 que les mousses aqueuses présentent une capacité à atténuer les ondes de choc. Différents mécanismes d’atténuation ont déjà été identifiés mais leur quantification reste encore peu expliquée. L’objectif de cette étude est de décrire les mécanismes physiques d’interaction d’une onde de choc sphérique entraînant de multiples fragments métalliques avec un volume de mousse aqueuse. En fonction de la distance entre la charge et la couche d’absorption, le choc est susceptible d’arriver avant les fragments, modifiant ainsi significativement la structure de la mousse et ses capacités d’atténuation et de ralentissement. Des essais de fragment unitaire ont été menés sur une configuration monodimensionnelle, essais dont les conclusions ont été validées sur une charge complète en champ libre à l’Institut franco-allemand de recherche de Saint Louis (ISL) dans le groupe Protection contre les Explosifs. Des mesures de pression en tube à choc couplées à des visualisations d’interaction entre un choc et une couche de bulle ou une bulle unitaire ont permis de préciser la modification de la structure de l’onde de choc par la mousse. Ces essais ont été réalisés au Laboratoire Brestois de Mécanique et des Systèmes (ENSTA Bretagne, Brest) et à l’ISL dans le groupe « Aérodynamique, mesures et simulations » où il est possible de générer des profils de type souffle en tube à choc.
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GAUVIN Cécilia, MSMP, Arts et Métiers ParisTech Directeurs de thèse : Joseph GRIL, Delphine JULLIEN Date soutenance : 20 novembre 2015 Titre : Contribution à la caractérisation de la déformation et de la rupture dynamique de structures sous impact : Modélisations et approche expérimentale Résumé : De nombreux objets en bois ancien posent des difficultés de conservation et de restauration. En plus des problèmes liés au vieillissement naturel du bois, la conservation et la restauration des panneaux peints sont des exercices délicats de mise en œuvre, à cause des phénomènes complexes d’échanges hydriques asymétriques entre la couche picturale et le revers du tableau. Les restaurateurs du patrimoine ont cherché à éliminer la courbure du panneau par humidification et pression progressive afin de renforcer et aplanir le panneau ; ou simplement, en termes d’acte de restauration, par amincissement par l’arrière du support du tableau puis collage sur un support rigide. Entre manipulations malheureuses et stockage dans des conditions non contrôlées, cela a eu pour conséquence l’écaillage et la perte partielle de la couche picturale de certains d’entre eux, sans oublier l’initiation de fissures. Ainsi, les objets du patrimoine que nous manipulons sont des témoins précieux à la fois d’un art, d’une époque et d’un comportement à long terme du matériau considéré. Nous nous sommes intéressés, dans un premier temps, à la compréhension plus fondamentale du vieillissement du bois. Pour cela nous avons traité hygro-thermiquement à 120◦ C à différentes humidités et à 50◦ par cycles d’humidité des échantillons de peuplier (Populus alba). Nous avons pu mettre en avant les processus physico-chimiques et également le phénomène de réversibilité des traitements hygro-thermiques. Puis nous avons étudié le comportement d’une partie d’un panneau peint, afin d’étudier relation bois - couche préparatoire. Nos résultats montrent que les couches préparatoires ont un comportement hygromécanique bien différent les unes des autres, et qu’il est important de connaître la composition fine de ces couches avant de pouvoir analyser le comportement global du panneau peint. Enfin, nos travaux ont concerné l’étude expérimentale, basée sur des mesures de masse en continu et des mesures de champ de déformation par stéréo-corrélation, et la simulation du comportement hygromécanique d’un panneau de bois soumis à des fluctuations hygrothermiques . Nous avons pu découpler d’un point de vue expérimental les différents composants intervenant dans l’hygromécanique du panneau peint, et nous avons œuvré pour la mise en place d’un outil de simulation numérique pouvant rendre compte des phénomènes observés. Ce travail de thèse présente donc d’un point de vue fondamental le comportement d’un panneau de bois soumis à des variations d’humidité, en lien avec les acteurs de la préservation du patrimoine (conservateurs, restaurateurs, scientifiques spécialisés dans ce domaine...) dans le but de développer des outils d’aide à la décision. CARPIUC-PRISACARI Andreea, LMT Cachan Directeurs de thèse : Martin Poncelet, Kyrylo Kazymyrenko Date soutenance : 13 novembre 2015 Titre : Innovative tests for characterizing mixed-mode fracture of concrete: from pre-defined to interactive and hybrid tests Résumé : Grâce à leurs bonnes propriétés mécaniques et à leur coût relativement faible les matériaux à base de ciment sont intensivement utilisés dans les applications de génie civil standard, tels que des ponts ou des barrages hydrauliques. Suite à une amélioration continuée de sa qualité, le béton est également utilisé dans la construction des structures plus complexes comme les plates-formes off-shore, les réservoirs de stockage de gaz liquides et les enceintes de confinement nucléaires. Dans ce dernier cas, la connaissance du comportement du béton, en matière d’amorçage et propagation de fissure, est cruciale lorsque l'on analyse les fuites entre l'intérieur (i.e. le réacteur nucléaire) et l'extérieur (par exemple, l’espace entre le double-parois), phénomène sévèrement
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réglementé. Par conséquent, il y a un fort besoin de modèles de comportement matériaux pour prédire avec précision les trajectoires de fissuration et les courbes force-déplacement. Pour valider expérimentalement les modèles de fissuration et d'endommagement du béton, pour identifier leurs paramètres et pour mieux caractériser le comportement du béton lors de la propagation des fissures en mode mixte, des nouveaux essais multiaxiaux sont développés. Inspiré des travaux de Nooru-Mohamed (1992) et Winkler (2001), des essais riches et discriminants sont réalisés à l'aide de techniques expérimentales modernes. Le chargement est appliqué en utilisant une machine d'essai à 6 degrés de liberté asservie par un système de pilotage 3D. Pendant tout le déroulement d’essai, l'état de fissuration est analysé par corrélation d'images numériques, ainsi que les conditions limites cinématiques. Avec le dispositif expérimental proposé plusieurs histoires de chargement sont analysées: des chargements multiaxiaux proportionnels et non-proportionnelles, avec et sans refermeture de fissure. Les résultats expérimentaux sont confrontés à des simulations numériques réalisées avec des modèles d'endommagement non-locaux (i.e., à gradient) et avec un modèle de la mécanique linéaire de la rupture couplé avec une technique X-FEM. Le travail souligne l'importance de l'utilisation de conditions aux limites précises, estimées à partir de mesures de champ pour effectuer des simulations numériques qui reproduisent au mieux les résultats expérimentaux. En outre, il est démontré que la réorientation et la bifurcation de la fissure sont essentielles afin de créer des essais de propagation de fissures vraiment discriminants. Basé sur ces résultats expérimentaux, un nouveau type d’essai est finalement proposé. Cet essai hybride consiste à résoudre un problème inverse pour définir les conditions aux limites qui imposeront un trajet de fissuration voulu. Cette nouvelle technique permet une exploration plus complète du comportement mécanique complexe du béton en un seul essai. RAIES Ahlem, CentraleSupelec Directeurs de thèse : Jinbo BAI Date soutenance : 2 novembre 2015 Titre : Elaboration de films minces électroluminescents à base de polymère conducteur électronique et de nanotubes de carbone Résumé : Le sujet de cette thèse se situe dans le contexte de l’électronique organique à base de polymères conjugués et de nanotubes de carbone. Nous avons choisi la famille des polyfluorènes principalement en raison de leur émission dans le bleu, leur bon rendement quantique ainsi que pour la facilité avec laquelle on peut modifier leurs propriétés en greffant différents groupements fonctionnels sur la structure de base du fluorène. L’originalité des recherches effectuées au laboratoire concerne la structure des films électroluminescents que nous réalisons. Leur principe de fonctionnement repose sur l’utilisation de nanotubes de carbone en tant que film support pour le dépôt du polymère. Le travail réalisé au cours de cette thèse a principalement consisté à élaborer des films de polymères avec des épaisseurs et des taux de dopage contrôlés à la surface des nanotubes de carbone en optimisant les divers paramètres de synthèse électrochimique. Nous avons également utilisé des groupements fonctionnels pour améliorer les performances du polyfluorène et augmenter la compatibilité entre les couches polymère/nanotubes de carbone. Dans cette optique, nous avons mis en œuvre l’utilisation de différents outils pour la caractérisation des propriétés des films. Les propriétés intrinsèques des nanotubes de carbone ont donc pour effet de doper le polymère et d’améliorer le transport des charges au sein des couches tout en maintenant les performances de luminescence dans le bleu des polyfluorènes.
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BENHUI FAN, CentraleSupélec Directeurs de thèse : Jinbo Bai Date soutenance : 16 novembre 2015 Titre : Propriétés diélectriques des composites à matrice PVDF comportant des renforts hybrides nano/micro-échelles (nanotubes de carbone et BaTiO3) Résumé : La dispersion des nanotubes de carbone (NTC) dans le polyfluorure de vinylidène (PVDF) est un grand défi pour avoir de meilleures propriétés diélectriques. Les hybrides, titanate de baryum (BT)-NTC, ayant une structure particulière sont révélés être efficaces pour l'amélioration de la dispersion de NTC dans la matrice de polymère et la réduction du seuil de percolation du matériau composite. Cette thèse vise à atteindre une haute performance diélectrique du composite via la conception de charges ayant une structure favorable ainsi que l'étude exhaustive de l'interaction entre les NTC et la matrice de polymère semi-cristallin. Dans le chapitre 1, un bref revu de l’état de l’art sur le contexte général des matériaux diélectrique est introduite ainsi les progrès récents dans ce domaine sont présentés pour mieux comprendre les composites et leurs application. Dans le chapitre 2, nous préparons deux types d’hybrides avec deux structures différentes. Les premiers hybrides sont préparés par un dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Les BT forment le noyau de ces hybrides et les NTC croient dessus (H-NTC-BT). Les deuxième hybrides sont préparées par réaction hydrothermale où NTC sont revêtus par les BT (H-BT-NTC). Par la suite, nous préparons des composites avec une matrice de PVDF renforcés par les deux types d’hybrides déjà synthétisés cela en coulant la solution puis par extrusion-injection. En outre, les méthodes de caractérisation de la morphologie, des propriétés thermiques, diélectriques et la cristallisation sont également introduites dans ce chapitre. Dans le chapitre 3, les comportements diélectriques de H-NTC-BT/PVDF sont étudiés en détails. Une augmentation dramatique de la permittivité diélectrique est observée après le traitement thermique. Ce changement peut être dû à la réorganisation du réseau conducteur de NTC et la recristallisation de PVDF. Par la modélisation et la caractérisation expérimentale, Nous déduisons que cette augmentation significative de la permittivité diélectrique après le traitement thermique est dû au rétrécissement de la distance de NTC dans des couches amorphes voisine de PVDF d’un côte et au polymorphe β à l'interface NTC-PVDF d’un autre. Dans le chapitre 4, la dispersion des NTC dans la matrice du composite PVDF est étudiée par la conception de différentes structures. Tout d'abord, une comparaison du seuil de percolation de H-NTC-BT/PVDF calculé et celui déterminé expérimentalement est menée pour mieux comprendre la morphologie de H-NTC-BT. Ensuite, deux comparaisons sont menées: - La première compare les facteurs de transformation de la dispersion des NTC dans les composites H-NTC-BT/PVDF et NTC/PVDF cela en mesurant de la conductivité AC dans les différentes couches de ces composites. - La deuxième compare trois types de composites de PVDF renforcés par des hybrides ayant la même fraction volumique de NTC et BT mais des structures différentes. L'effet de ces différentes structures de ces hybrides est étudié en comparant leurs propriétés diélectriques. Pour finir conclusions générales sont présentées dans le chapitre 5 ainsi les perspectives prévues pour les travaux futurs. Nicolas TUAL, LBMS Directeurs de thèse : Karim Inal Date soutenance : 9 novembre 2015 Titre : Durabilité des matériaux composites carbone/époxy pour applications pales d'hydroliennes Résumé : Les matériaux composites sont utilisés dans de nombreuses structures marines et de nouvelles applications sont en cours de développement telles que les pales d’hydroliennes. La fiabilité de ces composants dans environnement très sévère est cruciale pour la rentabilité de ces
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systèmes récupérateurs d’énergie des courants marins. Ces structures sont sujettes à de nombreuses forces, telles que les courants marins, les vagues, tempêtes mais également diverses agressions marines telles que l’eau de mer et la corrosion. Une compréhension approfondie du comportement au long terme de ces parties mobiles est donc essentielle. La majorité des développeurs d’hydroliennes ont préféré des pales en carbone. Ainsi il est nécessaire de comprendre comment une longue immersion dans l’océan affecte ces composites. Dans cette étude, le comportement au long terme de différents composites carbone/époxy a été étudié en utilisant des essais de vieillissement accéléré. Une diminution significative des résistances des composites a été observée après saturation en eau de mer. Pour des temps d’immersion plus long, seulement peu de changements des propriétés apparaissent. Peu d’effets significatifs ont été observés tant sur les modules que sur la ténacité. Ces changements de propriétés sont initialement dus à la plastification de la matrice, suivis par un affaiblissement de l’interface fibre/matrice. L’endommagement peut affecter le comportement au long terme des structures composites et créer de nouveaux chemins préférentiels pour la diffusion de l’eau. En conséquence un modèle basé sur un critère couplé résistance/ténacité a été proposé pour décrire le seuil d’endommagement et basé sur un critère en ténacité pour décrire la cinétique d’endommagement. Il permet de reproduire d’une manière correcte le seuil et la cinétique d’endommagement pour des matériaux vieillis et non vieillis. L’évolution de l’entrée d’eau dans les composites a été suivie dans le but de développer un modèle de diffusion prenant en compte le nature anisotrope des composites. Ainsi le modèle de diffusion a été utilisé sur pale d’hydrolienne. Finalement des premières investigations sur le couplage entre le modèle de diffusion et l’endommagement ont été réalisées. Cette étude a contribué au développement d’outils pour quantifier la durabilité au long terme des pales d’hydroliennes en composites. GOUTON Lucille, ENSAM-PIMM Directeurs de thèse : Mme Véronique Favier, M. Patrice Peyre, M. Wilfried Pacquentin, Mme Nadège Caron Date soutenance : 9 novembre 2015 Titre : Formation par traitement de surface par laser d’une couche de chromine sur un alliage base nickel pour limiter le relâchement des cations en circuit primaire. Etude expérimentale et numérique de l’interaction laser matière Résumé : Le contexte industriel de cette étude est la modification de surface de l’alliage 690 (60%Ni, 30%Cr, 10%Fe) utilisé dans la fabrication de tubes de générateurs de vapeur pour limiter le relâchement des produits de corrosion dans le circuit primaire des Réacteurs à Eau Pressurisée et l’activation du nickel en cobalt 58 qui en résulte dans le réacteur. Selon des études antérieures, la diffusion du nickel dans l’oxyde de chrome Cr2O3 pur est 107 fois plus lente que dans l’oxyde naturel de l’alliage 690. Par ailleurs, un traitement de fusion superficielle par laser permet d’augmenter la température sur quelques centaines de nanomètres à quelques dizaines de micromètres en profondeur, ce qui permet d’oxyder l’extrême surface tout en conservant les propriétés volumiques du matériau. L’objectif de ce travail de thèse est donc de former, par traitement de fusion par laser nano pulsé, une couche de Cr2O3 étanche au relâchement du nickel. Pour maîtriser la formation de cette couche, il est primordial de déterminer les paramètres opératoires influant sur les propriétés de cette couche. L’objectif scientifique est alors d’expliquer les phénomènes intervenant pendant et après l’impulsion laser au niveau de l’extrême surface. Suite à une étude paramétrique détaillée, un traitement de fusion superficielle par laser nano pulsé a permis d’obtenir un fort rapport Cr/Ni en surface et une couche d’oxyde dense et continue. Afin de vérifier l’efficacité du traitement, des coupons traités ont été introduits dans une boucle simulant le
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milieu primaire. La couche d’oxyde riche en chrome formée par traitement laser a ainsi permis de diviser par huit la quantité de nickel relâché pendant la phase de montée en température. Des expériences et des calculs ont été mis en oeuvre pour tenter d’expliquer l’enrichissement en chrome de la surface à l’aide de ce procédé. La récupération des particules vaporisées a tout d’abord mis en évidence une vaporisation préférentielle du fer par rapport au chrome et au nickel qui ne modifie pas le rapport Cr/Ni. L’étude thermodynamique du refroidissement de l’alliage a montré que le chrome tend à être ségrégé dans la phase liquide. De plus, l’observation de cratères formés par laser milli pulsé combinée aux résultats numériques en régime nano pulsé témoignent d’une solidification du coeur vers la surface. Ces différents phénomènes expliquent l’enrichissement en chrome jusqu’à la solidification du bain liquide en surface qui précède la formation du Cr2O3 favorisée par la forte affinité du chrome avec l’oxygène et la grande stabilité de l’oxyde Cr2O3. SUARD Mathieu, SIMAP Directeurs de thèse : Rémy Dendievel, François Villeneuve, Frédéric Vignat, Date soutenance : 13 novembre 2015 Titre : Fabrication additive EBM de structures treillis Résumé : Le récent développement de la Fabrication Additive de pièces métalliques permet d’élaborer directement des structures à partir de modèles 3D. En particulier, la technologie "Electron Beam Melting" (EBM) permet la fusion sélective, couche par couche, de poudres métalliques. Elle autorise la réalisation de géométries très complexes mais apporte de nouvelles contraintes de fabrication. Ce travail se concentre sur la caractérisation géométrique et mécanique de structures treillis produites par cette méthode. Les pièces fabriquées sont comparées au design initial à travers des caractérisations par tomographie aux rayons X. Les propriétés mécaniques sont testées en compression uni-axiale. Pour les poutres de faibles épaisseur, la différence entre la structure numérique et celle fabriquée devient significative. Les écarts au design initial se traduisent pour chaque poutre par un concept de matière mécaniquement efficace. D’un point de vue modélisation, ce concept est pris en compte en remplaçant la poutre fabriquée par un cylindre avec un diamètre mécaniquement équivalent. Ce diamètre équivalent est utilisé dans des simulations et optimisations "réalistes" intégrant ainsi les contraintes de fabrication de la technologie EBM. Différentes stratégies sont aussi proposées pour réduire la proportion de volume "inefficace" et améliorer le contrôle de la taille des poutres, soit en jouant sur les paramètres procédé et les stratégies de fusion, soit en effectuant des post-traitements. MARCHENKO Arina, CdM, Mines ParisTech Directeurs de thèse : Samuel Forest et Matthieu Mazière Date soutenance : 23 novembre 2015 Titre : Analyse multi-échelles de la viscoplasticité à froid et de la rupture différée du titane en relation avec ses teneurs en hydrogène et oxygène. MARTOÏA Florent, LGP2 et 3SR Directeurs de thèse : Naceur Belgacem, Pierre Dumont, Laurent Orgéas. Date soutenance : 30 novembre 2015 Titre : Nanocomposites et mousses à base de nanofibrilles de cellulose : rhéologie au cours de leur mise en œuvre et propriétés mécaniques Résumé : This study focuses on the use of cellulose nanofibrils (NFCs) as bio-based nano-reinforcement in polymer composites and foams. These renewable materials can be used in place of traditional materials to fabricate for instance sandwich panels. This experimental, theoretical and numerical study aims at optimizing the fabrication of NFC-based materials and their use properties.
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In the first part of this study, the rheology of concentrated NFC suspensions that behave as thixotropic yield stress fluids is investigated at macro- and mesoscales using an original rheo-ultrasonic velocimetry (rheo-USV) setup, enabling the local flow kinematic to be measured. We show that the flow of NFC suspensions is highly heterogeneous and exhibits complex situations with the coexistence of wall slippage, multiple shear bands and plug-like flow bands. Using this experimental database, we develop an original multiscale rheological model for the prediction of the rheology of NFC suspensions. The model takes into account the anisotropic fibrous nature of NFC networks as well as colloidal and mechanical interaction forces that occur at the nanoscale. The model predictions show that colloidal and hydrodynamic interaction forces as well as the orientation and the wavy nature of NFCs play a major role on the yield stress and shear thinning behaviour of the suspensions. In the second part of this work, NFC-reinforced polymer nanocomposite films are fabricated for a wide range of NFC contents. Using advanced microscopy techniques (AFM, SEM), Xray diffraction and mechanical tests (tensile and DMA tests), we show (i) that NFCs form highly connected nanofibrous structures with in-plane random orientation, (ii) that these connected NFC networks play a leading role on the mechanical behaviour of the nanocomposites and (iii) that the elastic properties of nanocomposite films are much lower than the predictions of the micromechanical models of the literature. In light of these observations, we propose an alternative multiscale model in which the main involved deformation nano-mechanisms are those occurring both in the amorphous segments of the nanofibers and in the numerous nanofiber-nanofiber contact zones. Finally, in a third part we focus on the effect of the processing conditions, the suspension type and the NFC concentration on the microstructure (using X-ray synchrotron microtomography), the mechanical properties (using compression tests) and the deformation micromechanisms (using in situ compression test with X-ray microtomography) of various foams prepared from NFC suspensions by freeze-drying. BUTAUD Pauline, Institut FEMTO-ST Directeurs de thèse : Morvan OUISSE, Emmanuel FOLTETE, Cecile ROGUEDA-BERRIET Date soutenance : 1 décembre 2015 Titre : Contribution à l’utilisation des polymères à mémoire de forme pour les structures à amortissement contrôlé. AMARSID Lhassan, LMGC Directeurs de thèse : Farhang RADJAÏ, Jean-Yves DELENNE, Frédéric PÉRALES, Yann MONERIE Date soutenance : 25 novembre 2015 Titre : Rhéologie des écoulements granulaires immergés dans un fluide visqueux Résumé : Dans cette thèse on s'appuie sur la simulation numérique discrète pour étudier le comportement mécanique d'un milieux granulaire immergé dans un fluide visqueux. Le calcul de la dynamique du mélange est rendu possible grâce à un couplage fort entre méthodes des éléments discrets (DEM) pour les grains et Lattice Boltzmann (LBM) pour le fluide. Pour une large gamme de valeurs de vitesses de cisaillement, contraintes de confinement et viscosités, les résultats montrent que le coefficient de frottement interne et la compacité sont bien décrits par un unique paramètre adimensionnel "visco-inertiel" associant les nombres de Stokes et d'inertie. Le comportement frottant, obtenu à pression de confinement constante, est mis en correspondance avec le comportement visqueux obtenu sous conditions aux limites à volume controlé et qui conduit à une divergence des viscosités effectives normales et tangentielles en inverse du carré de la différence entre compacité et compacité critique de l'assemblage. Les résultats numériques montrent un excellent accord avec les données expérimentales de Boyer et al. (2011). L'évolution de la connectivité et de l'anisotropie du réseau de force en fonction du nombre visco-inertiel montrent que l'augmentation de la résistance au frottement est une conséquence directe d'une anisotropie de
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structure renforcée à la fois par les effets de la viscosité et de l'inertie des grains. En vue d'une contribution à l'évaluation des risques consécutifs à un accident nucléaire, nous nous sommes également intéressés à l'étude de la fragmentation et de l'écoulement d'agrégats poreux confinés et soumis à une surpression locale exercée par un fluide. L'étude de l'écoulement sous gravité d'un matériau granulaire immergé à travers une constriction a également fait l'objet d'une campagne d'essais numériques. RABEMANANJARA LIva, INSA de RENNES Directeurs de thèse : Gérard MAUVOISIN, Adinel GAVRUS, Jean-Marc COLLIN Date soutenance : 26 novembre 2015 Titre : Etude de l’influence de la vitesse de déformation sur la réponse à l’indentation des matériaux polymères Résumé : L’objectif de cette thèse est d’étudier l’influence de la vitesse de déformation sur la réponse par indentation des matériaux. Les matériaux polymères thermoplastiques, notamment le Polycarbonate (PC), le Polyméthylméthacrylate (PMMA), le Polyéthylène à Haute Densité (PEHD) et le Polyamide Nylon 6.6 renforcé à 30% de fibres de verres (PA 6.6-30% GFR), ont été choisis comme matériaux d’études en raison de leur forte sensibilité à la vitesse de déformation même à température ambiante. Les deux premières parties de ce travail sont focalisées sur l’étude du comportement thermomécanique des matériaux polymères. Une étude bibliographique sur des matériaux polymères thermoplastiques, amorphes et semi-cristallins, a été effectuée afin de comprendre leur microstructure et leur mécanisme de déformation. Cette étude bibliographique nous a permis de voir que la déformation macroscopique est la résultante de la mobilité des chaînes de macromolécules favorisée par l’existence de volume libre dans la matière et que la signature macroscopique des mécanismes de déformation est différente selon le type de polymère thermoplastique. Un rappel sur les différentes lois de comportement mécanique à l’échelle macroscopique proposées dans la littérature a été également fait dans le but de justifier le choix de la loi de comportement à utiliser pour étudier la réponse à l’indentation de ces matériaux. De plus, des essais de compression simple ont été réalisés sur les matériaux d’étude à différentes vitesses de traverse constantes puis dépouillés analytiquement. Ces essais nous ont permis de mettre en évidence non seulement la sensibilité à la vitesse mais aussi la complexité du comportement mécanique macroscopique de ces matériaux, notamment l’existence d’un crochet de contrainte sur la courbe contrainte-déformation pour le PC et le PMMA. En revanche, pour le PEHD et le PA 6,6 30 % GFR, le comportement ne présente pas de crochet de contrainte et en conséquence, nous avons pu le modéliser par une loi puissance à trois paramètres. Les trois derniers chapitres de cette thèse sont consacrés à la caractérisation mécanique des matériaux par indentation. L’essai d’indentation consiste à enfoncer un pénétrateur à la surface d’un matériau dans le but de déterminer son comportement mécanique. En premier lieu des simulations numériques de l’essai d’indentation conique (θ =70,3°) à une vitesse de pénétration constante ( h = 1 μm/s) ont été effectuées à partir des paramètres de la loi de G’sell modifiée et de la loi puissance identifiés par compression. L’identification par analyse inverse des paramètres de la loi de G’sell modifiée à 7 paramètres sur des courbes pseudo-expérimentales nous a permis de confirmer la non unicité de la solution. Ainsi, nous avons effectué l’étude théorique de l’indentation sur des matériaux pseudo-expérimentaux en utilisant la loi puissance. Un nouveau concept de déformation représentative et de vitesse de déformation représentative, basé sur l’analyse du domaine de solution regroupant l’ensemble des paramètres donnant les mêmes courbes d’indentation, a été proposé. Ainsi, une vitesse de déformation représentative moyenne associée à une profondeur de pénétration donnée a été utilisée. Elle dépend de la forme de la fonction coût choisie. Cette vitesse de déformation représentative moyenne a été calculée soit en utilisant la matrice Hessienne au voisinage des
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paramètres solutions, soit à partir des paramètres d’une ellipse obtenue par régression elliptique. La procédure d’identification des paramètres de la loi puissance par indentation utilisant ce concept de déformation représentative et de vitesse de déformation représentative, appliquée sur un matériau pseudo-expérimental donne des résultats très satisfaisants. De plus, ce concept de vitesse de déformation représentative permet également d’avoir un ordre de grandeur de la vitesse de sollicitation engendrée lors d’un essai d’indentation à vitesse de pénétration constante. Sur les matériaux d’étude en revanche la méthode n’a pu révéler son potentiel puisque la loi de comportement de ces matériaux n’est pas correctement modélisée par une loi puissance sur une large plage de déformation et de vitesse de déformation. Enfin, le concept de déformation représentative et de vitesse de déformation représentative proposé dans ce travail apporte de nouveaux outils d’analyse et d’exploitation des données de l’indentation et offre des perspectives très intéressantes. MONTEBELO Claudio, LMT Cachan Directeurs de thèse : Sylvie POMMIER Date soutenance : 26 novembre 2015 Titre : Analyse de l’effet du gradient en Fretting-Fatigue à travers l’utilisation de facteurs d’intensité
non locaux Résumé : Nous proposons dans ce manuscrit une nouvelle méthode pour prendre en compte l’effet du gradient en Fretting-fatigue. Les champs mécaniques présents à proximité du front de contact sont décrits à travers des facteurs d’intensité non locaux. L’objectif est d’aboutir à une description du champ de vitesse sous la forme d’une somme de termes exprimés chacun comme le produit d’un facteur d’intensité (Is , Ia , Ic ), qui depend des chargements macroscopiques appliqués à l’ensemble et d’une fonction de forme (ds , da , dc ), qui est liée à la géométrie locale du contact. Cette description est obtenue à travers un processus non intrusif de post-processing des résultats obtenus avec des calculs à éléments finis. De plus, elle a été pensée pour être implémentée dans un contexte industriel. En pratique, pour chaque chargement macroscopique et pour chaque géométrie, il est possible de calculer un ensemble de facteurs d’intensité non locaux qui permettent de décrire les champs mécaniques locaux près du front de contact. Cette description non locale a l’avantage d’être (i) indépendante de la géométrie du contact employé et (ii) utilisable dans des modèles à éléments finis utilisés dans l’industrie qui sont caractérisés par des maillages plus grossiers par rapport à ceux utilisés pour étudier le frettingfatigue dans des milieux académiques. Une étude est menée pour vérifier que les facteurs d’intensité non locaux peuvent être utilisés pour transposer les résultats expérimentaux d’une géométrie à une autre. MADANI Tarik, LMGC Directeurs de thèse : B. WATTRISSE, S. PAGANO, Y. MONERIE, C. PELISSOU, F. LATOURTE Date soutenance : 17 décembre 2015 Titre : Identification expérimentale de comportements élastoplastiques de matériaux hétérogènes pour des sollicitations complexes. Résumé : Le présent travail de thèse fait suite à une première étude où une stratégie d’identification des paramètres et formes des lois de zones cohésives a été élaborée pour des matériaux homogènes. L’extension au cas de matériaux présentant des hétérogénéités nécessite d’accéder localement aux champs de contraintes. Ainsi, l’objectif principal de cette étude est de mettre au point une méthode de caractérisation locale des propriétés mécaniques et des contraintes. Cette méthode est basée sur l’erreur en relation de comportement combinée à l’exploitation de la richesse des mesures de champs cinématiques planes et plus particulièrement des champs de déformations, obtenus par dérivation numérique des champs de déplacements. Cette mesure cinématique est réalisée par une technique de corrélation d’images numériques enrichie. La méthode d’identification est basée sur la
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minimisation itérative d’une norme énergétique faisant intervenir le tenseur élastoplastique sécant. Différentes simulations numériques ont illustré la capacité de la procédure à identifier localement des champs de propriétés hétérogènes et sa robustesse et sa stabilité vis-à-vis du bruit de mesure, du choix du jeu de paramètres d’initialisation de l’algorithme et de la finesse du maillage. Pour finir, des essais plans avec différentes géométries d’éprouvettes ont été effectués et un essai a été mis au point pour obtenir de manière maîtrisée un état initial très hétérogène. Les résultats d’identification élastoplastique multilinéaire ont montré la capacité de la méthode à identifier les lois de comportements locales sur ce matériau hétérogène. KRASNOBRIZHA ALINA, GeM Directeurs de thèse : Laurent GORNET, Patrick ROZYCKI, Pascal COSSON Date soutenance : 3 décembre 2015 Titre : Modélisation des mécanismes d’hystérésis des composites tissés à l’aide d’un modèle collaboratif élasto-plastique endommageable à dérivées fractionnaires Résumé : Ces travaux portent sur la modélisation du comportement des matériaux composites tissus carbone sous chargements cycliques. La modélisation du comportement élasto-plastique endommageable visqueux est nécessaire afin d’exprimer la quantité d’énergie dissipée par les boucles d’hystérésis dans le cas d’essais de fatigue ou d’auto-échauffement. On propose un modèle collaboratif élasto-plastique endommageable visqueux qui se décompose en deux sous-modèles. Le premier est consacré à caractériser le comportement pendant une phase de chargement. Les déformations élastiques et inélastiques sont calculées ainsi que l’endommagement dans le pli élémentaire. La deuxième partie du modèle est formulée à partir de dérivées fractionnaires pour décrire les boucles d’hystérésis pendant une phase de décharge/charge. La sensibilité à la vitesse de déformation peut également être prise en compte dans les deux sous modèles. La théorie mathématique fractionnaire permet de remplacer les dérivées entières par des dérivées fractionnaires dans la partie visqueuse du modèle de comportement. Ces lois fractionnaires sont utilisées pour décrire l’historique du comportement des matériaux non homogènes. Le modèle fractionnaire proposé permet de décrire parfaitement les boucles d’hystérésis. L’algorithme d’implémentation numérique du modèle ainsi que son identification sont présentés. La validité de notre modèle est illustrée sur des matériaux composites à fibres de carbone et à matrices thermodurcissables ou thermoplastiques. Le modèle permet de retrouver les effets de vitesses de déformation observés expérimentalement. IDRISS Mohamad, Université de Rennes1 Directeurs de thèse : Gérard MAUVOISIN Date soutenance : 4 décembre 2015 Titre : Apport de l'indentation instrumentée dans la caractérisation mécanique des tôles métalliques destinées à l'emboutissage: influence de l'écrouissage Résumé : La prédiction du retour élastique après mise en forme par emboutissage est particulièrement difficile pour des nouvelles nuances de matériaux, utilisées dans le but de l’allègement des structures automobiles. Les travaux de cette thèse consistent à examiner ce que peut apporter l’essai d’indentation instrumentée dans la caractérisation mécanique de tôles destinées à l’emboutissage. L’étude porte en particulier sur la caractérisation par indentation de matériaux pré-déformés. Le caractère local de l’essai d’indentation a tout d’abord permis de mettre en évidence la variation des propriétés mécaniques dans l’épaisseur des tôles. Différentes lois d’écrouissage ont ainsi pu être identifiées à différents endroits de la section de la tôle. L’essai d’indentation instrumentée a été ensuite utilisé avec succès pour remonter au niveau d’écrouissage des matériaux pré-déformés plastiquement. Dans ce travail, une méthodologie, basée sur l’utilisation de l’indentation instrumentée couplée à l’analyse inverse et sur l’hypothèse que la loi d’écrouissage
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des matériaux testés suit la loi de Voce, a été proposée. Cette méthodologie permet d’obtenir de manière satisfaisante la limite d’élasticité de différentes tôles déformées plastiquement par traction uni-axiale et par cisaillement monotone et cisaillement cyclique. Cette méthodologie a aussi permis d’obtenir les niveaux de déformations plastiques préalablement subies par les matériaux testés. Finalement, l’essai d’indentation instrumentée a été utilisé pour tenter d’identifier le type d’écrouissage du matériau. L’influence du caractère isotrope ou cinématique de la loi d’écrouissage de la tôle sur la boucle d’hystérésis obtenue lors d’un essai d’indentation cyclique a pu être mise en évidence. La détermination de la part de chacun des types d’écrouissage par indentation pour une tôle d’acier DP600 est en bonne cohérence avec les résultats obtenus par cisaillement cyclique. En revanche, la même démarche menée sur un acier DC01 conduit à une surestimation du caractère cinématique de l’écrouissage de ce matériau. Cette surestimation provient en partie du fait d’une faible variation de la boucle d’hystérésis d’indentation lorsque l’écrouissage isotrope est prépondérant comme c’est le cas pour le DC01. La variation de la loi d’écrouissage dans l’épaisseur de la tôle, le niveau d’écrouissage atteint par la tôle après déformation plastique et le type de loi d’écrouissage ont une influence non négligeable sur le retour élastique d’une tôle mise en forme par déformation plastique. Le test d’indentation instrumentée permet de caractériser ces trois aspects. Ce test est donc un outil qui semble être utile dans une démarche d’amélioration de la prédiction du phénomène de retour élastique. ZUMPICCHIAT Guillaume, INSTN Directeurs de thèse : Marc Tupin, Serge Pascal, Clotilde Berdin Date soutenance : 16 décembre 2015 Titre : Modélisation numérique de la diffusion-corrosion des alliages de zirconium PLANCHER Emeric, Arts et Métiers ParisTech Directeurs de thèse : Véronique Favier, Claire Maurice et Nicolas Rupin Date soutenance : 10 décembre 2015 Titre : Mesures de champs de déformations élastique et totale pour la détermination du comportement mécanique local de matériaux cristallins. Résumé : La connaissance du comportement mécanique à l’échelle du micron est déterminante pour arriver à prédire la dégradation des matériaux. Dans le cas des polycristaux, les lois de plasticité cristalline sont généralement utilisées pour décrire le comportement d’un grain. Ces lois possèdent de nombreux paramètres qui doivent être ajustés à l’état métallurgique et mécanique du matériau. Le travail rapporté ici explore une manière originale d’identifier ces paramètres à partir du comportement observé expérimentalement à l’échelle microscopique, sans recourir à un maillage éléments finis. Cette observation est réalisée en couplant (i) une évaluation du champ de contrainte locale par les techniques de micro-diffraction Laue et d’EBSD à haute résolution angulaire et (ii) la mesure du champ de déformation total par corrélation d’images numériques. Afin de garantir la fiabilité des résultats, la justesse des mesures par microdiffraction Laue (Laue-DIC) et HR-EBSD est évaluée, pour la première fois, dans un matériau plastifié à moins de 0,5% de déformation. Les champs de déformation et de contrainte sont ensuite déterminés simultanément en surface d’une éprouvette monocristalline, sollicitée in-situ en flexion quatre points. Le comportement local est ainsi mesuré puis utilisé pour identifier deux paramètres d’une loi de plasticité cristalline, dans un acier austénitique monocristallin de type 316L.
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LEGRAND Vincent, IRDL (Ex- LBMS) Directeurs de thèse : S. ARBAB CHIRANI, S. CALLOCH, L. SAINT-SULPICE Date soutenance : 10 décembre 2015 Titre : Etude de la fatigue d'instruments endodontiques en alliage à mémoire de forme du type NiTinol Résumé : Ce travail de thèse concerne l’étude et la modélisation de la fatigue à grand nombre de cycles des instruments endodontiques en Alliage à Mémoire de Forme(AMF) de type Nickel-Titane (NiTi). Ces outils sont plus souples et épousent mieux la forme plus ou moins complexe des racines. Ces deux avantages sont dus à un aspect tout à fait particulier du comportement mécanique de l’alliage NiTi : la super-élasticité qui permet au matériau de se déformer jusqu’à des niveaux de déformation pouvant atteindre 8% à 10%. En service, parfois, des cas de rupture d’outils dentaires arrivent, soit par déformation excessive, soit par fatigue ce qui complexifie la tâche du praticien. L’étude et la prévision de la rupture des outils en Nickel-Titane, que ce soit par déformation excessive ou par fatigue, sont des problèmes complexes. Nous nous sommes donc intéressés dans ce travail à l’étude de la fatigue à grand nombre de cycles des instruments dentaires en Nickel-Titane. Pour cela, nous avons mis en place trois blocs de travail. Le premier bloc concerne l’étude et la modélisation des propriétés en fatigue à grand nombre de cycles des fils en NiTi utilisés pour la fabrication des instruments dentaires. Nous proposons de caractériser les propriétés HCF (high cycle fatigue) du NiTi à partir de mesures d’auto-échauffement sous sollicitation cyclique. Ces mesures vont alimenter un modèle probabiliste à deux échelles qui permet de modéliser les courbes de Wöhler du matériau. Ce modèle est ensuite validé par comparaisons avec des résultats d’essais classiques de fatigue. Le deuxième bloc est dédié à la mise en place de la chaîne numérique pour la prévision de la tenue à la fatigue d’instruments dentaires en NiTi. Elle repose sur l’utilisation du modèle de fatigue développé en post-traitement d’un calcul éléments finis sur instrument. Enfin, dans le troisième bloc, les prévisions de cette chaîne numérique sont validées par comparaison avec des résultats expérimentaux de fatigue sur différents instruments endodontiques pour des cas de chargement en flexion rotative. WOJTACKI Kajetan, LMGC Directeurs de thèse : Loïc DARIDON, Yann MONERIE Date soutenance : 16 décembre 2015 Titre : Couplage entre transport, comportement mécanique et dégradation par dissolution de réservoirs de roche. Résumé : L'objectif de cette thèse est d'analyser l'évolution des propriétés mécaniques et de transport effectives de roches aquifères, qui sont soumises à une dégradation progressive par attaque chimique due à la dissolution par CO2. L'étude proposée porte sur les conditions à long terme et en champ lointain, lorsque la dégradation de la matrice poreuse peut être supposée homogène à l'échelle de l'échantillon. La morphologie du réseau de pores et du squelette solide définissant les propriétés macroscopiques majeures de la roche (perméabilité, élasticité), la modélisation d'un tel matériau poreux doit être basée sur une caractérisation morphologique et statistique des roches étudiées. Tout d'abord, une méthode de reconstruction inspirée du processus naturel de formation des grès est développée afin d'obtenir des représentations statistiquement équivalentes à de véritables échantillons. Les échantillons générés sont sélectionnés afin de satisfaire les informations morphologiques extraites de l'analyse des images microtomographiques d'échantillons de roche naturelle. Une méthodologie afin d'estimer les propriétés mécaniques équivalentes des échantillons générés, fondées directement sur des maillages réguliers considérés comme images binaires, est présentée. Le comportement mécanique équivalent est obtenu dans le cadre de l'homogénéisation périodique. Mais en raison du manque de périodicité géométrique des échantillons considérés, deux approches différentes sont développées : la reconstruction de VER par
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symétrie de réflexion ou l'addition d'une couche homogène associée à une méthode de point fixe. L’évolution de la perméabilité est estimée de manière classique en utilisant la méthode de mise à l'échelle dans la forme de la loi de Darcy. Enfin, la dissolution chimique du matériau est abordée par dilatation morphologique de la phase poreuse. De plus, une analyse détaillée de l'évolution des descripteurs morphologiques liée aux modifications de la microstructure lors des étapes de dissolution est présentée. La relation entre les propriétés morphologiques - perméabilité - modules d'élasticité est également fournie. La méthodologie développée dans ce travail pourra être facilement appliquée à d'autres classes de matériaux hétérogènes. DADE Mickaël, Université Grenoble Alpes SIMaP Directeurs de thèse : Alexis DESCHAMPS, Joël MALAPLATE, Jérôme GARNIER Date soutenance : 14 décembre 2015 Titre : Plasticité d’alliages nanorenforcés pour le gainage combustible des réacteurs de 4ème génération : Compréhension et modélisation de l’influence des paramètres microstructuraux sur le comportement d’alliages modèles Résumé : Dans le cadre du développement de la quatrième génération de réacteurs nucléaires de fission, la France et le CEA privilégient le concept de réacteur à neutrons rapides refroidi au sodium (RNR-Na). L’un des principaux enjeux de cette nouvelle génération de réacteurs repose sur l’obtention d’un matériau pour le gainage du combustible aux propriétés améliorées. Le matériau doit présenter une bonne tenue en fluage à haute température ainsi qu’une bonne résistance au gonflement sous irradiation pour de forts taux de combustion. Ainsi les aciers ferritiques/martensitiques renforcés par une dispersion d’oxydes nanométriques (Oxide Dispersion Strengthened « ODS ») semblent être des candidats prometteurs. Les précédentes études mettent en évidence une microstructure complexe pour les ODS élaborés par filage (texture morphologique et cristallographique, fine précipitation, forte densité de dislocations, différentes tailles de grains), rendant la compréhension des mécanismes de plasticité plus difficile. En outre, l’optimisation des propriétés mécaniques de ces aciers ODS passe par une meilleure compréhension et une modélisation de l’impact des différentes contributions microstructurales sur le comportement mécanique. Ainsi, le travail de cette thèse consiste à affiner la compréhension des mécanismes de déformation d’aciers ferritiques renforcés par une fine dispersion d’oxydes et en particulier d’évaluer l’effet de la microstructure sur le comportement d’aciers ferritiques Fe-14Cr ODS. Des matériaux dits « modèles » ont ainsi été élaborés par compaction isostatique à chaud afin de faire varier de manière contrôlée les différents paramètres microstructuraux en vue d’évaluer leur influence sur les propriétés mécaniques. A partir des différentes nuances ferritiques qui ont été consolidées, l’apport de la précipitation, l’influence du taux de renforts, l’influence du titane ainsi que l’influence de la taille de grains sur la microstructure et les propriétés mécaniques ont été étudiés. La microstructure des nuances élaborées a été caractérisée à l’aide de diverses techniques (MEB, MET, SAXS, microsonde de Castaing…). Les cartographies obtenues en MEB-EBSD (Electron BackScatter Diffraction) mettent en évidence l’apparition d’une distribution bimodale (voire multimodale) de taille de grains avec l’ajout de nano-renforts. En plus d’une diminution de la taille des particules, un effet du titane sur la transformation de phase a été observé. Le comportement mécanique a été caractérisé en fluage et en traction. En termes de propriétés en fluage, les aciers renforcés par une fine dispersion d’oxydes sont connus pour leur absence de fluage tertiaire synonyme d’endommagement. Hormis la nuance ferritique sans renfort, cette absence de régime tertiaire a été confirmée sur les différentes nuances renforcées. Les exposants de Norton des aciers ODS ferritiques sont élevés (entre 9 et 14). Ces valeurs proches suggèrent des mécanismes de déformation en fluage identiques pour les différentes nuances renforcées. Au contraire, la nuance ferritique présente un exposant de Norton compris dans la gamme des aciers conventionnels. Cette différence d’exposant est cohérente avec l’existence d’une contrainte seuil dans le cas des nuances renforcées. Pour le
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comportement en traction, l’allure de l’évolution des propriétés mécaniques (limite d’élasticité et résistance mécanique) est similaire pour les différentes nuances. Des expériences de déformation dans un Microscope Electronique en Transmission (MET in situ) ainsi que des essais de déformation avec suivi par microgrille ont permis de comprendre l’évolution des mécanismes de déformation avec la température. Les courbes d’allongement total, obtenues en traction sur une large gamme de température, se décrivent par un plateau athermique à basse température. A plus haute température un pic d’allongement est observé sur les nuances ODS, ce qui n’est pas le cas pour la nuance ferritique. Ce pic d’allongement a une double origine liée à la fois au comportement et à l’endommagement et diffère selon les nuances. Il peut être lié soit à un pic de viscosité (aussi appelé pic de sensibilité de la contrainte à la vitesse de déformation), soit à un pic de ductilité (modification des mécanismes d’endommagement intergranulaires). Ces caractérisations ont montré que l’augmentation de la fraction volumique de renfort permet d’améliorer la résistance en traction et le temps à rupture en fluage mais s’accompagne d’une perte de ductilité. La nuance dépourvue de titane exhibe des propriétés mécaniques aux hautes températures, que ce soit en traction ou en fluage, comparables aux propriétés mécaniques de la nuance de référence ainsi qu’une meilleure ductilité. Les propriétés mécaniques (traction et fluage) aux hautes températures de la nuance recristallisée, utilisée dans cette étude pour étudier l’effet de la taille de grain, sont proches de la nuance de référence, et ce malgré la différence de précipitation. En outre, cette nuance recristallisée a permis de montrer que la recristallisation et l’augmentation de la taille de grains limite l’endommagement intergranulaire. Enfin, à partir des caractérisations mécaniques et microstructurales, un modèle de durcissement mixte en assez bon accord avec les données expérimentales a été proposé aux différentes températures.
ROY Samir Chandra, Univ. Grenoble Alpes, SIMaP Directeurs de thèse : Marc FIVEL, Jean-Pierre FRANC Date soutenance : 11 décembre 2015 Titre : Modeling and analysis of material behavior during cavitation erosion Résumé : A ce jour il n’est toujours pas possible de prédire avec exactitude le phénomène d’érosion par cavitation. La raison principale est qu’il est difficile de caractériser l’agressivité de l’écoulement. Cette thèse propose d’utiliser une méthode inverse pour estimer l’agressivité de l’écoulement à partir de l’observation des cratères (pits) imprimées sur la surface dans les premiers instants de l’érosion de cavitation. Trois matériaux ont été testés dans la veine d’écoulement PREVERO disponible au LEGI de Grenoble dans les mêmes conditions expérimentales. La géométrie des pits laissés sur la surface est précisément mesurée à l’aide d’une méthode systématique permettant de s’affranchir de l’effet de rugosité. Supposant que chaque pit a été généré par une bulle unique dont le champ de pression est assimilé à une forme Gaussienne, des calculs par éléments finis permettent d’estimer le chargement qui a créé l’empreinte résiduelle. On montre que la distribution des chargements suit une loi universelle indépendante du matériau testé; le matériau le plus tendre (alliage d’aluminium) mesurant les plus faibles impacts tandis que le matériau le plus résistant (Acier inoxydable) donne accès aux plus grandes pressions d’impact. On en conclu que le matériau peut être utilisé comme capteur de pression mesurant le niveau d’agressivité de l’écoulement. La méthode inverse repose sur une caractérisation mécanique des matériaux prenant en compte la sensibilité de la contrainte à la vitesse de déformation. On montre que les essais de nanoindentation sont mieux adaptés que les essais de compression pour déterminer les paramètres de la loi de comportement, notamment pour l’alliage d’aluminium pour lequel la microstructure est très hétérogène. Des essais de compression à haute vitesse par barres de Hopkinson complètent la loi de comportement en donnant la sensibilité à la vitesse de déformation. Des simulations prenant en compte la dynamique du chargement montrent que des impacts de fort amplitude mais appliqués sur un temps court ne laissent pas d’empreinte résiduelle si la fréquence est plus élevée que la
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fréquence naturelle du matériau assimilé à un oscillateur amorti. Un mécanisme d’accumulation dynamique de la déformation plastique pouvant conduire à la rupture par fatigue est proposé. Finalement, la courbe de perte de masse est simulée en appliquant aléatoirement sur un maillage 3D, la population d’impacts estimée par la méthode inverse.
LI Jia, MINES Paristech Directeurs de thèse : Henry Proudhon, Samuel Forest et Arjen Roos Date soutenance : 15 décembre 2015 Titre : Simulation par éléments finis de la propagation de fissures de fatigue dans les matériaux polycristallins imagés par tomographie aux rayons X Résumé : La propagation des fissures courtes de fatigue dans un matériau polycristallin dépend fortement de la microstructure. Bien que de nombreuses études de caractérisation et de modélisation existent sur le sujet, la prédiction du chemin et de la vitesse de propagation de ce type de fissure n'est pas encore possible aujourd'hui. Afin de bien comprendre les mécanismes de propagation, la caractérisation in-situ d'un échantillon par la tomographie aux rayons X a été réalisée à l'ESRF en combinant deux techniques de caractérisation. La tomographie par Contraste de Diffraction (DCT) qui est une méthode non destructive permettant de caractériser en 3D la morphologie et l'orientation des grains constitutifs de la microstructure, à l'état non-déformé, et la tomographie par Contraste de Phase (PCT) qui permet d'obtenir la forme de fissure à divers étapes de la vie de l'éprouvette. Grâce à ces informations, il est possible de simuler la propagation de fissure en utilisant un maillage réaliste reconstruit à partir des images tomographiques. Dans ce travail, une étude de l'anisotropie de comportement élastique est effectuée dans un maillage microstructural 3D reconstruit à partir des images tomographiques. Cette étude permet de comparer les tenseurs de déformation élastique moyennés à chaque grain avec les mesures expérimentale. Ensuite, une nouvelle méthodologie est proposée pour simuler la propagation de fissure. Issue d'une simulation en plasticité cristalline, la direction et la vitesse de la propagation de fissure est déterminée par un post-traitement, ce qui permet de propager la fissure par remaillage. Cette méthode est appliquée dans un premier temps à un monocristal pré-fissuré pour prédire le trajet de fissuration en fonction des systèmes de glissement activés. L'ensemble de la démarche est enfin appliqué au polycristal complet imagé par tomographie. Le rôle du joint de grains et la vitesse de propagation sont également analysés. En comparant les résultats de simulation avec les mesures expérimentales, le critère de la propagation de fissure est discuté.
DESPRINGRE Nicolas, ENSAM Campus de Metz Directeurs de thèse : Fodil Meraghni et de Yves Chemisky Date soutenance : 17 décembre 2015 Titre : Analyse et modélisation des mécanismes d'endommagement et de déformation en fatigue multiaxiale de matériaux composites : polyamide renforcé par des fibres courtes. Résumé : Le présent travail de thèse se consacre au développement d'un nouveau modèle micromécanique pour les composites en thermoplastique renforcé par des fibres de verre courtes. L'objectif est notamment la modélisation du comportement visco-endommageable en fatigue du PA66-GF30. Ce matériau, particulièrement utilisé dans l'industrie automobile, est sujet à une microstructure spécifique issue du procédé de moulage par injection. L'approche multi-échelles développée consiste en une méthode de Mori-Tanaka modifiée, appliquée à des renforts avec enrobage et prenant en compte l'évolution de l'endommagement à l'échelle microscopique. La description des mécanismes d'endommagement se base sur une investigation expérimentale poussée préalablement menée au sein de l'équipe. Des scénarios d'endommagement ont été proposés et incluent trois processus locaux différents : la décohésion de l'interface, la microfissuration de la matrice et les ruptures de fibres. Ceux-ci sont spécialement affectés par la microstructure. L'approche développée intègre ces cinétiques d'endommagement ainsi que la
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viscoélasticité non-linéaire de la matrice et la distribution d'orientation des inclusions due au procédé de fabrication. Chaque mécanisme d'endommagement est modélisé par une loi d'évolution basée sur les contraintes locales calculées à l'échelle microscopique. La loi constitutive finale, à l'échelle du volume élémentaire représentatif, est implémentée dans une bibliothèque scientifique en C++, SMART+, et est conçue pour être compatible avec une analyse de structures par éléments finis. L'identification du modèle est réalisée par rétro-ingénierie, en tirant profit de résultats expérimentaux multi-échelles, dont notamment des tests in-situ au MEB ainsi qu'une analyse qualitative et quantitative par µCT. FLORIN Pierrick, IRDL (ex-LBMS) Directeurs de thèse : Sylvain Calloch, Cédric Doudard Date soutenance : 15 décembre 2015 Titre : Caractérisation rapide des propriétés à la fatigue à grand nombre de cycles des assemblages métalliques soudés de type automobile : vers une nouvelle approche basée sur des mesures thermométriques Résumé : Malgré plusieurs décennies d'études expérimentales et numériques sur la tenue en fatigue d'assemblages soudés, cette problématique demeure une préoccupation principale de l'industrie automobile. En effet, de nombreux composants aux géométries complexes (e.g. berceaux) sont obtenus à partir de pièces soudées et constituent des éléments de sécurité pour lesquels aucune défaillance ne peut être acceptée. Malgré les progrès en modélisation numérique, des essais sont toujours nécessaires afin de fournir des données sur éprouvettes « simples » afin d'alimenter les modèles numériques, mais aussi de démontrer le bon dimensionnement des structures. Les procédures classiques d'essais de fatigue sont coûteuses en temps et nécessitent la destruction de plusieurs pièces. La méthode dite d'auto-échauffement permet de réduire significativement le temps d'essai et propose une approche non destructive. Cette méthode consiste à mesurer l'évolution de température en surface de la structure étudiée au cours du chargement cyclique. Cette approche permet de tirer avantage du signal thermique macroscopique afin de mettre en évidence la micro-plasticité responsable de la rupture par fatigue. Les objectifs du travail présenté sont de déterminer si un lien peut être réalisé entre les mesures de température et la tenue en fatigue d'assemblages soudés, puis d'étudier l'influence de paramètres sur la tenue en fatigue grâce à la méthode proposée. Un protocole expérimental est d'abord proposé afin de mesurer l'évolution de température des mini-structures soudées sous sollicitation cyclique. Une première analyse de la réponse thermique de simples tôles d'acier sous chargement cyclique de faible amplitude est proposée afin de valider un modèle déterministe de champ de source à la fois pour des sollicitations de traction et de flexion. Ces essais permettent par la suite de décrire correctement le comportement thermique de la matière de base des éprouvettes soudées hors du cordon de soudure. Le modèle est alors étendu à l'étude d'éprouvettes soudées, avec la prise en compte de la dissipation de la zone soudée. Une fois le champ de source identifié à partir du modèle, son évolution en fonction de l'amplitude du chargement appliqué mène à une courbe d'auto-échauffement. L'analyse de cette courbe permet une bonne estimation de la limite en fatigue de l'éprouvette soudée après seulement quelques heures d'essais. La méthode est alors appliquée à d'autres configurations de mini-structures soudées afin d'étudier l'influence du grenaillage et d'un gradient de contrainte en zone critique sur la tenue en fatigue. Finalement, la procédure d'essai est appliquée afin de déterminer la tenue en fatigue d'une pièce industrielle, un triangle de suspension mécano-soudé. À cause des mauvaises conditions aux limites thermiques sur une telle structure, une autre méthode est proposée afin de déduire une première estimation du champ de source sur toute la surface observée à partir des mesures thermiques. Cette estimation mène à l'identification de la zone critique en fatigue de la structure et à une première bonne estimation de sa limite en fatigue.
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JUAN Pierre-Alexandre, LEM3 Directeurs de thèse : Stéphane Berbenni et Laurent Capolungo Date soutenance : 15 décembre 2015 Titre : Etudes micromécaniques et statistiques du maclage dans les métaux hexagonaux: application au magnésium et zirconium Résumé : Le principal objectif de ce travail est l’investigation et la quantification de l’influence des interactions parent-macle et macle-macle sur la réponse mécanique des métaux hexagonaux Mg et Zr. Une nouvelle approche à champs moyens est tout d’abord proposée pour étudier l’interaction parent-macle. Cette dernière est déclinée en deux modèles micromécaniques à base de doubles inclusions : un premier modèle généralisant le résultat de Tanaka-Mori aux milieux élastiques hétérogènes avec déformations libres de maclage appliqué à Mg pour du maclage primaire et secondaire, et un second modèle consistant à une extension du premier modèle à un milieu élasto-plastique incrémental appliqué, quant à lui, à des polycristaux d’alliage de Mg subissant un maclage primaire important. Leurs résultats mettent notamment en valeur l’influence des interactions de type parent-macle sur l’évolution des contraintes internes ainsi que l’activation des différents modes de déformation plastique : glissements et maclage. L’influence des interactions macle-macle sur les phénomènes de nucléation et de croissance de macles est ensuite étudiée de façon statistique à partir de données EBSD extraites à partir d’un logiciel développé à cet effet dans le cadre de la thèse. Basé sur la théorie des graphes, celui-ci est capable de reconnaître n’importe quel type de macles. La première étude réalisée sur Zr montre que les interactions maclemacle sont défavorables à la nucléation de nouvelles macles et que les mécanismes de croissance peuvent différer de façon conséquente d’un mode de maclage à l’autre. Une seconde étude, effectuée à partir d’échantillons d’alliage de Mg (AZ31), discute des macles d’extension primaires de type {10-12} à faible facteur de Schmid ainsi que des doubles macles {10-12}-{10-12}. Pour ces dernières, le premier modèle micromécanique à double inclusion précité est appliqué et discuté par rapport aux résultats statistiques expérimentaux.
BOSSU Julie, laboratoire des sciences du bois de l'UMR EcoFog, à Kourou en Guyane Directeurs de thèse : Bruno Clair, Jacques Beauchêne Date soutenance : 16 décembre 2015 Titre : Potentiel de Bagassa guianensis et Cordia alliodora pour la plantation en Guyane française. Description d'une stratégie de croissance optimale alliant vitesse de croissance et qualité du bois Résumé : La ressource forestière en Guyane occupe une place maitresse au sein de la région et est encore majoritairement préservée, mais la filière bois parvient difficilement à valoriser la biodiversité locale en raison de l’hétérogénéité de la ressource. Identifier les essences à planter demain représente aujourd’hui un enjeu à la fois environnemental, économique et social pour la Guyane. Bagassa guianensis Aubl. et Cordia alliodora (Ruiz & Pav.) Oken. vont à l’encontre des modèles usuels en associant vitesse de croissance et qualité du bois et sont identifiées comme prometteuses pour la plantation. Dans un premier temps, l’étude de la dynamique de croissance des deux espèces révèle un modèle écologique singulier, à la fois pionnières et longévives. La variabilité de l’infradensité dans l’arbre est l’élément clé qui permet un tel développement, favorisant une croissance rapide dans les premières années tout en assurant la longévité de l’individu. Dans une seconde partie, l’analyse d’un large panel de propriétés du bois (retrait, module, durabilité) en lien avec le développement de l’arbre confirme les qualités technologiques des deux espèces et permet l’émergence de résultats novateurs tels que le rôle des extractibles sur le retrait, le contrôle de la croissance grâce aux variations d’infradensité, l’évolution des traits foliaires au cours de l’ontogénie ou encore la mise en place de contrefil dans l’arbre pour assurer son maintien. La connaissance acquise vis-à-vis du mode de développement de ces deux espèces et des facteurs influençant la qualité de leur bois permet aujourd’hui de définir avec plus de précision le cadre d’un projet de
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plantation et les conditions de son succès. Les résultats de cette étude permettent finalement d’orienter la recherche de nouvelles espèces d’avenir pour la plantation en Guyane. CUI Yiting, UPMC Directeurs de thèse : Maxime Sauzay Date soutenance : 21 décembre 2015 Titre : Etude numérique et expérimentale de l’endommagement de fluage à long terme dans les aciers inoxydables austénitiques Résumé : L’endommagement de fluage des aciers 316L(N) a été étudié expérimentalement et théoriquement à des températures élevées et des temps à rupture jusqu'à dix-neuf ans. Pour le fluage à court terme, les durées de vie sont correctement prédites par le modèle de striction en tenant compte de la dispersion expérimentale. Le modèle de Riedel couplant croissance de cavités par diffusion lacunaire et germination continue est utilisé afin de prédire l’effet de l’endommagement intergranulaire sur la durée de vie des aciers 316L(N). Les durées de vie sont correctement prédites par ce modèle pour le fluage à long terme quelle que soit l'acier austénitique étudié et la température appliquée (525°C-700°C). En tenant compte du régime de vitesse basse contrainte de la loi de Norton, le modèle de Riedel permet de prédire la durée de vie de fluage jusqu'à 25 ans. Aucun paramètre ajusté n’a été utilisé dans le modèle de Riedel. Mais le taux de nucléation de cavités doit être déduit des mesures de densité de cavités à partir des observations MEB-FEG. La cavitation se produit principalement aux interfaces carbures M23C6 /matrice austénitique. L'effet de l'hétérogénéité de la microstructure sur les concentrations de contraintes à l’interface matrice/précipité est simulé par la méthode des éléments finis (logiciel Cast3M). Elle vise à déterminer la distribution des champs de contraintes normales autour de précipités et à prédire numériquement le taux de nucléation de cavités. Les caractéristiques des précipités et le comportement en fluage de la matrice austénitique sont conjointement pris en compte. Les simulations numériques sont en accord avec les observations de sites préférentiels de micro-cavitation. NGUYEN Thi Thuy My, Thi Thuy My Directeurs de thèse : Hervé COMBEAU, Charles-André GANDIN, Michel BELLET Date soutenance : 18 décembre 2015 Titre : modélisation des macroségrégations en solidification par une approche multi-échelle éléments finis intégrant le transport et la croissance des grains solides équiaxes Résumé : Ce travail de thèse a pour but de modéliser la macroségrégation des produits obtenus par solidification en prenant en compte le transport des grains équiaxes. Le modèle de solidification à deux phases (solide et liquide) est traité par une méthode d’éléments finis, consistant à résoudre les équations de conservation moyennées de l’énergie, de la quantité de mouvement et de la masse, dans lesquelles les évolutions multi-échelle de la masse des phases et des solutés sont modélisées en utilisant une approche de splitting. D’après cette technique, la variation des quantités est considérée comme résultant de la contribution de deux étapes : l’étape de croissance et l’étape de transport. L’implémentation numérique du modèle a été réalisée avec trois opérations principales : tout d’abord implémenter le modèle de croissance des grains, ensuite intégrer des phénomènes de transport résultant de la convection thermo-solutale du liquide et du mouvement du solide, enfin mettre en œuvre le modèle complet en combinant les étapes de croissance et de transport. Lors de ces opérations, une investigation attentive a été consacrée à l’établissement de la résolution par éléments finis pour les équations de transport avec champs discontinus de vitesse à divergence non nulle, afin de surmonter des problèmes numériques en respectant la qualité des solutions physiques. Parallèlement à ces travaux, différents tests de simulation 2D ont été effectués à chaque étape d’implémentation. De bons accords ont été globalement obtenus entre les solutions données par le
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modèle présent et celles de référence dans la littérature. Finalement, des applications industrielles et des simulations 3D ont été menées, pour lesquelles les résultats numériques reproduisent les configurations caractéristiques des mesures expérimentales : un profil typique de macroségrégation des lingots composé d’une ségrégation négative occupant de la zone inférieure et d’une ségrégation positive en zone supérieure. Ce profil est la signature caractéristique de la sédimentation des cristaux et de la convection thermo-solutale. En outre, un modèle à trois phases étendu à partir du modèle à deux phases précédent – en distinguant la phase liquide interdendritique – s’est avéré capable de décrire la morphologie des grains dendritiques. PHAN Ngoc Anh, Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux (I2M) Directeurs de thèse : MOREL Stéphane, CHAPLAIN Myriam, COUREAU Jean-Luc Date soutenance : 20 janvier 2016 Titre : Simulation de la propagation de fissures dans un matériau quasi-fragile soumis à des variations d’humidité relative selon une approche de zone cohésive : application au bois Résumé : Cette thèse est consacrée à la simulation du comportement à la rupture de bois sous des chargements à long terme et sous des conditions d'Humidité Relatives (HR) de l'air variables. Il est connu que le bois est un matériau fortement hygroscopique, ses propriétés mécaniques et de rupture sont en effet très dépendantes de sa teneur en eau. En outre, la stabilité d'une fissure existante dans un élément structurel peut être fortement influencée par les variations, en particulier brusques, d'humidité relative qui peuvent conduire à la rupture de l'élément. L'approche thermodynamique proposée intègre l'effet de mécanosorption dans l'expression analytique de la déformation, en découplant les déformations mécaniques et celles dues au comportement mécanosorptif du matériau. En outre, la rupture quasi-fragile du matériau bois est traduit par un modèle de zone cohésive dont les paramètres de cohésion sont fonctions de la teneur en eau afin de simuler l’effet de l'humidité sur les propriétés de rupture. Sur cette base, une formulation incrémentale permet l'intégration de l'effet des variations soudaines d’humidité relative sur la zone d’élaboration de la rupture (zone cohésive) par l’intermédiaire d’un champ de contraintes additionnelles. Ce champ de contraintes est fonction de la variation de HR, de l'état de contrainte et de l'ouverture de la fissure le long de la zone mais également de l'humidité en pointe de fissure (matériau non endommagé). Dans l'analyse par éléments finis, un opérateur tangent algorithmique est utilisé pour résoudre le problème non linéaire en combinant le modèle mécanosorptif et le modèle de zone cohésive intégrant l'effet des variations brusques d'humidité relative de l’air. La simulation du comportement d'une éprouvette entaillée soumise à un chargement constant et à des variations cycliques de HR montre un fort couplage entre le comportement mécanosorptif et l'effet des variations de HR sur la zone cohésive. Ce couplage entraîne une augmentation de la propagation des fissures et conduit à une fissuration plus précoce par rapport à celle obtenue à partir du modèle de mécanosorption seul ou à partir du modèle de zone cohésive amélioré. En outre, le couplage entre le modèle mécanosorptif et le modèle de zone cohésive montrent l'intérêt d'une telle approche numérique pour décrire le comportement complexe des éléments de charpente en bois soumis à conditions climatiques variables, comportement qui ne peut être prédit par une simple superposition des deux modélisations. ANGRAND Lise, LMT Cachan Directeurs de thèse : Rodrigue Desmorat, Carole Rakotoarisoa, Myriam Kaminski Date soutenance : 1er février 2016 Titre : Lois d’endommagement incrémentales pour la prévision de la durée de vie des composites tissés 3D Résumé : Ces travaux de thèse se focalisent sur l’étude du comportement des composites tissés 3D aux sollicitations de fatigue mécanique. Nous proposons un modèle dit « temporel », qui calcule
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l’évolution de l’endommagement de façon continue, en fonction du temps. Ce modèle s'affranchit de la notion de cycle, il rend compte aussi bien des chargements de fatigue cyclique, que des chargements de fatigue sous chargements complexes, aléatoires. La loi d’endommagement proposée fait intervenir deux contributions, une contribution monotone pour les sollicitations monotones et une contribution de fatigue. La contribution monotone est totalement équivalente à la loi monotone du modèle cyclique ODM-CMO développé à l’ONERA qui a servi de base du modèle incrémental, les paramètres sont alors facilement identifiables. La contribution de fatigue prend en compte différemment de l'effet de contrainte moyenne, effet primordial en fatigue. Nous avons choisi de prendre en compte l’effet de contrainte moyenne en incluant dans la contribution de fatigue de la loi d’endommagement une moyenne évolutive (évoluant en fonction du temps). Nous avons proposé une méthodologie d’identification simple en deux étapes. Une identification préliminaire des paramètres de fatigue en utilisant la loi de fatigue réécrite en uniaxial dans le cas où l’élasticité et l’endommagement sont découplés, permet de tracer simplement et rapidement les courbes de Wöhler et les diagrammes de Haigh. L’ajustement des deux paramètres restants est réalisé numériquement avec le modèle complet couplé (programmé en 3D). Elle permet l’identification à d’autres températures dans le but de proposer des modélisations anisothermes. Le modèle d’endommagement est finalement rendu probabiliste grâce à une première approche, pragmatique, en fatigue à grands nombres de cycles. Un paramètre du modèle, initialement obtenu de façon déterministe, prend le statut de variable aléatoire: il s’agit du seuil d’endommagement de fatigue (en déformation) délimitant le domaine d’endurance illimitée. VALDENAIRE Pierre-Louis, LEM, ONERA Chatillon Directeurs de thèse : B. Appolaire, Y. Le Bouar, A. Finel Date soutenance : 1er février 2016 Titre : Crystal plasticity - Transport equations and dislocation density Résumé : The mechanical behavior of industrial metallic alloys, in particular those used in the aerospace industry, is controlled by the existence of several types of precipitates and by the nucleation and propagation of crystalline defects such as dis- locations. The understanding of this behavior requires continuous models to access the macroscopic scale. However, even today, conventional plasticity theories use mesoscopic variables and evolution equations that are not based on the transport of dislocations. Therefore, these theories are based on phenomenological laws that must be calibrated for each material, or, for each specific applications. It is therefore highly desirable to make link between the micro and macro scales, in order to derive a continuous theory of plasticity from the fundamental equations of the dislocation dynamics. The aim of this thesis is precisely to contribute the elaboration of such a theory. The first step has consisted to rigorously establish a coarse graining procedure in a simplified situation. We have then obtained a set of hyperbolic transport equations on dislocation densities, controlled by a local friction stress and a local back-stress that emerge from the scale change. We have then developed a numerical procedure to compute these local terms and analyze their behavior. Finally, we have developed an efficient numerical scheme to integrate the transport equations as well as a multigrid spectral scheme to solve elastic equilibrium associated to an arbitrary eigenstrain in an elastically heterogeneous and anisotropic medium.
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SAAD Ali, MINES ParisTech, CEMEF Directeurs de thèse : Charles-André GANDIN, Michel BELLET Date soutenance : 9 février 2016 Titre : Numerical Modelling of Macrosegregation Formed during Solidification with Shrinkage using a Level-Set Approach Résumé : La macroségrégation est un défaut connu dans les procédés industriels de solidification. La genèse de ce défaut est la conséquence de l'interaction complexe entre la microségrégation, ou la distribution des espèces chimiques à l'échelle de la microstructure, et les mouvements des phases liquide et solide. Les hétérogéneités de concentration en solutés à l'échelle de la pièce peuvent être rédhibitoires vis-à-vis de la qualité du produit. Dans ce travail, on propose un modèle numérique pour simuler et prédire la formation des macroségrégations dans des pièces d'alliages multi-constitués, induites par des variations thermiques et solutales dans la phase liquide. Dans un premier temps, on considère que le métal se solidifie à volume constant. Dans ce contexte, la convection thermosolutale est étudiée ainsi que son influence sur la formation des canaux ségrégés à différentes échelles de modélisation. Dans un deuxième temps, le modèle vise à prédire les macroségrégations en présence de changement de volume du métal, dont la cause principale est le retrait à la solidification, pouvant être à l'origine du phénomène de ségrégation inverse. La surface entre le métal et le gaz environnant au cours du retrait évolue pendant le retrait en fonction du chemin de solidification qui varie avec la macroségrégation. Cette évolution d'interface est suivie par la méthode Level set. Des prédictions de concentration moyenne, couplées aux bases de données thermodynamiques pour mieux prédire les chemins de solidification des alliages multi-constitués, sont analysées et comparées avec des résultats expérimentaux. Finalement, des calculs de solidification en microgravité sont présentés, simulant un essai expérimental dans le contexte du projet CCEMLCC lancé par l'Agence Spatiale Européenne. Les résultats en fin de solidification montrent un accord acceptable quant à la forme et l'élongation des échantillons solidifiés. Ces calculs sont faits avec des approximations binaire, ternaire et quaternaire d'une même nuance d'acier utilisée dans les essais en microgravité. ZGHAL Jihed, Arts et Métiers ParisTech Directeurs de thèse : Franck MOREL, Charles MAREAU Date soutenance : 4 février 2016 Titre : Etude du comportement en fatigue à grand nombre de cycles d'un acier à haute limite d'élasticité HC360 LA / Endommagement, plasticité et phénomènes dissipatifs associés Résumé : Le but de cette étude est de mieux comprendre le développement des contraintes internes durant des sollicitations mécaniques dans des matériaux métalliques biphasés. Cette problématique est importante car la réponse mécanique d’un matériau ne dépend pas seulement de la sollicitation appliquée mais également de l’état mécanique interne de celui-ci en lien avec la microstructure. Même dans un matériau monophasé, des contraintes internes importantes peuvent se développer du fait des incompatibilités entre grains, liées à l’anisotropie (élastique, thermique et plastique) et en relation avec la texture (cristallographique et/ou morphologique). Pour des matériaux multiphasés, les incompatibilités de déformation entre phases vont également jouer un rôle important sur le comportement global du matériau. L’étude de tels matériaux hétérogènes requiert donc l’élaboration d’approches déductives basées sur un modèle micromécanique de transition d’échelles. Des extensions du modèle autocohérent classique d’Eshelby-Kröner ont été proposées pour prendre en compte ces types de matériaux et étudier plus finement l’influence de leur microstructure sur leurs propriétés mécaniques et sur l’analyse des contraintes par diffraction. Du point de vue expérimental, les hétérogénéités de comportement élastoplastique d’un alliage de titane Ti-β21S ont été étudiées à l’aide d’essais in situ en diffraction des neutrons. Nos simulations ont permis de
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reproduire les états mécaniques d’ordres I et II obtenus lors de ces essais et de mieux appréhender les mécanismes physiques responsables de la déformation plastique de ce type d’alliage. HERVE Nicolas, CEA Directeurs de thèse : Laurent BRIOTTET, Yann De CARLAN, Date soutenance : 5 février 2016 Titre : Fluage d'aciers renforcés par dispersion nanométrique: caractérisation, modélisation et optimisation de la microstructure Résumé : Dans le cadre du programme de recherche sur les matériaux de gainage pour les réacteurs à neutrons rapides au sodium, les aciers renforcés par dispersion d’oxydes (ODS) sont envisagés pour leur excellente résistance à l’irradiation et leur tenue mécanique à haute température. Néanmoins, des difficultés sont rencontrées quant à la maitrise de leur élaboration et de leur mise en forme, ainsi que sur la prédiction de leur comportement en fluage. Les travaux présentés visent à améliorer la compréhension des mécanismes de fluage d’aciers ferritiques renforcés par dispersion et à étudier les voies d’amélioration possible. Dans un premier temps, le fluage d’aciers ferritiques renforcés par dispersion obtenus par cobroyage et extrusion a été étudié grâce à deux aciers ODS à 14pd.% Cr et 18pd.%Cr, ainsi qu’un acier 18pd.%Cr renforcé par dispersion de nitrures (NDS). Une caractérisation mécanique et microstructurale (SEM – EBSD – EDS et STEM) d’éprouvettes sollicitées en fluage à respectivement 650°C et 800°C est réalisée sur les aciers ODS Fe18Cr et Fe14Cr. La faible déformation et la rupture brutale classiquement observée sur ce type d’acier est mise en évidence. La diminution continue de leur vitesse de déformation et l’absence d’évolutions microstructurales indiquent que le fluage se produit essentiellement dans le stade primaire. L’acier ferritique NDS a ensuite été étudié. Un phénomène de déformation superplastique (plus de 110%) a été mis en évidence à 650°C en traction entre 10-3 s -1 et 10-2 s -1, ainsi qu’une recristallisation dynamique continue au-dessus de 10-2 s -1. En fluage à 650°C, l’acier NDS présente une faible déformation (moins de 1%) et une rupture brutale : il s’agit donc d’un comportement générique des aciers ferritiques renforcés par dispersion, indépendamment du type de précipité. La déformation se produisant lors du stade primaire du fluage, le comportement de ces aciers ODS et NDS a été modélisé en se basant sur l’approche de Kocks et Mecking, fondée sur l’activation thermique du glissement après franchissement des précipités par montée ou glissement dévié. Ce modèle fournit une origine physique à la contrainte seuil observée lors du fluage des aciers ODS. La déformation en fluage des deux ODS et de l’acier NDS a été simulée à partir de coefficients déterminés expérimentalement et de paramètres optimisés. Les lois de Norton, les densités de dislocations et les limites élastiques simulées sont cohérentes avec les valeurs obtenues par les essais de fluage, de traction et des mesures de la densité de dislocations. Une investigation des causes de rupture brutale en fluage a ensuite été menée sur l’ODS 14pd.%Cr : grâce à un essai de fluage interrompu à 800°C alterné avec des recuits à 1050°C, la rupture brutale a été retardée et une déformation de 1.5% a été atteinte. Un suivi de l’endommagement par tomographie X et un essai de fluage après vieillissement semblent éliminer l’endommagement macroscopique et la phase σ comme cause de la rupture brutale. Un scénario basé sur une déformation critique a été proposé. Pour finir, les difficultés liées à la mise en forme des ODS ferritiques ont conduit à concevoir une nouvelle nuance ODS martensitique à 11pd.% Cr et à évaluer un nouveau procédé d’atomisation de poudres (GARS). Il apparait que la compaction directe après atomisation par la voie alternative n’améliore pas les performances de ces aciers. En revanche, après broyage, la nouvelle composition présente un potentiel intéressant en traction et en fluage à 650°C
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ANTHERIEU Gabriel, TIMC-IMAG Directeurs de thèse : Yohan PAYAN, Denis FAVIER, Nathanaël CONNESSON, Pierre MOZER Date soutenance : 4 février 2016 Titre : L'hypertrophie de la prostate et la rétention aigüe d'urine: vers un stent urétral à base de bio-matériaux NiTi et silicone Résumé : La rétention aiguë d’urine est la complication la plus grave de l’hyperplasie bénigne de la prostate. Elle est aujourd’hui traitée en urgence par cathétérisation, ce qui expose le patient à un important risque infectieux. Dans le cadre de cette thèse, un stent urétral innovant a été développé afin de remplacer la cathétérisation. Ce stent utilise des échantillons filiformes d’alliage à mémoire de forme Nickel-Titane, lui conférant deux mémoires de forme distinctes au chauffage, et permettant ainsi une pose et une ablation simplifiées. Afin de convenablement dimensionner les éléments constitutifs de ce stent, un dispositif permettant la réalisation d’essais de flexion pure à haute déformation sur des échantillons de géométrie filiforme a été conçu. Ce dispositif a permis la caractérisation de fils et tubes de NiTi en flexion pure, ainsi que l’étude du phénomène de localisation qui est survenue lors de ces essais. Une méthode numérique permettant l’identification des lois de comportement matériau à partir d’essais expérimentaux à champ de contrainte non uniforme a été développée. Cette méthode a notamment permis d’identifier le comportement en compression uni-axiale de fils et tubes de NiTi, à partir de résultats expérimentaux obtenus en flexion pure et en traction uni-axiale. BONNET Benjamin, Université de Montpellier Directeurs de thèse : Franck Jourdan, Guilhem du Cailar Date soutenance : 12 février 2016 Titre : PERFORMANCE DU VENTRICULE GAUCHE CHEZ LE SUJET HYPERTENDU: ÉTUDE BIOMÉCANIQUE PAR MODÉLISATION DU COUPLAGE VENTRICULO-AORTIQUE Résumé : Introduction : Les paramètres éjectionnels d’évaluation de la fonction ventriculaire gauche, sont directement influencés par la post-charge. Dans ce contexte chez l’hypertendu, une analyse complète de la performance du ventricule gauche (VG) doit pouvoir intégrer des paramètres hémodynamiques (variations de volume du VG vs variations de pressions aortique) mais aussi des paramètres de «déplacement » des parois. L’objectif de cette thèse est de déterminer avec des techniques non invasives le couplage ventriculo-aortique chez l’hypertendu. Méthodes : Les courbes de pression-volume ont été obtenues par échographie 3D en temps réel pour les volumes et tonométrie pour la pression carotidienne. A partir des boucles pression-volume, une méthode des moindres carrés non linéaire est utilisée pour construire la droite d’élastance. Le couplage ventriculo- aortique est estimé par le rapport de l’élastance télé-systolique de sortie du VG (Ees) et d’entrée aortique (Ea). Le transfert d’énergie du VG à l’aorte (rendement) est calculé par le rapport de la puissance d’éjection et de la puissance de déformation myocardique. Résultats : L’étude de validation de notre nouvelle méthode de modélisation d’Ees montre une bonne sensibilité et reproductibilité par rapport aux méthodes invasives de référence. Outre sa précision, l’avantage de notre méthode est la simplicité de son application clinique. Les premiers résultats de ce travail montrent que à un stade précoce de l’HTA, l’augmentation simultanée de la puissance d’éjection et d’Ea est compensée par une augmentation du rendement du VG et d’Ees pour un couplage ventriculo-aortique qui reste préservé. Conclusion : Le travail de modélisation de la relation pression-volume de cette thèse a permis son application clinique sur une population de sujets hypertendus. Ces premiers résultats positifs ont permis la mise en place d’une étude randomisée sur l’influence de l’apport sodé sur le couplage ventriculo-aortique chez l’hypertendu. L’avantage de cette nouvelle méthode de calcul d’Ees, basée sur l’échocardiographie 3D en temps réel, permet de se passer de toutes les hypothèses
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géométriques qui étaient jusqu’alors nécessaires pour les études en imagerie bidimensionnelle. Le recours à l'imagerie reste en revanche plus complexe pourl’analyse des déplacements en 3D qui nécessitent encore un travail de modélisation. DUFRENOY Stéphane, LSPM , LISMMA Directeurs de thèse : B. Bacroix, T. Chauveau, I. Lemaire Caron, N. Guillemot Date soutenance : 24 février 2016 Titre : Influence des transformations surfaciques induites par traitements thermomécaniques sur la tenue en fatigue du Ti-10V-2Fe-3Al Résumé : Les alliages de titane sont largement utilisés dans le secteur de l'aéronautique. Cependant, ces alliages sont très sensibles aux gammes d'élaboration et de mises en forme. Ces dernières ont une grande influence sur l'intégrité de surface des produits finis, ce qui a un impact sur la durée de vie des pièces en service. Il est donc nécessaire de maîtriser les procédés afin de pouvoir définir la tenue en service des pièces. Dans ces travaux, les différentes intégrités de surface sont décrites en termes d'évolution microstructurale, de contraintes résiduelles et de micro-géométrie. Des essais de fatigue en flexion 4 points sont réalisés pour tester les performances mécaniques de ces surfaces. Nous avons remarqué une bonne cohérence entre les modèles reliant l'intégrité de surface et la tenue en fatigue déterminée expérimentalement. De plus, étant donné que les alliages de titane ont des microstructures complexes et peuvent être multiphasés, nous nous sommes aussi intéressés au caractère hétérogène de ces matériaux principalement dans l'analyse de contraintes résiduelles déterminées à l'aide de la diffraction des rayons X. Nous avons remarqué que ces hétérogénéités ont un impact sur la détermination des contraintes résiduelles. De fait une méthodologie de détermination de contraintes non standard a été mise en place et validée par des simulations utilisant un modèle d'homogénéisation auto-cohérent. Ces modèles d'homogénéisation sont intéressants d'un point de vue de la détermination des contraintes résiduelles par diffraction des rayons X car ils permettent la prise en compte de l'aspect multiphasé des matériaux ainsi que leur caractère anisotrope. ROCHER Benjamin, CEA Saclay Directeurs de thèse : Marc FRANÇOIS, Franck SCHOEFS Date soutenance : 11 mars 2016 Titre : Fiabilité des fondations d'éoliennes et de sous-stations électriques en mer soumises à de la fatigue BATIER Cécile, LMGC Directeurs de thèse : Arnaud ANTKOWIAK, Sébastien NEUKIRCH Date soutenance : 14 mars 2016 Titre : Le treuil élasto-capillaire : De la soie d’araignée aux actionneurs intelligents Résumé : Le but de cette thèse était de comprendre et de recréer artificiellement un mécanisme d'auto-assemblage faisant appel aux notions de capillarité et d'élasticité dans la soie d'araignée. La fonction première des gouttes de glue microniques qui existe sur la soie d'araignée dîte de capture est de fournir à la toile ses propriétés adhésives, cruciales pour atteindre une efficacité digne d'un piège. Ces gouttes jouent pourtant un autre rôle : elles améliorent de façon spectaculaire les propriétés mécaniques de la soie, et permettent par la même occasion de préserver l'intégrité structurelle de la toile. Ceci est dû à la localisation de l'instabilité de flambage au sein des gouttes de glue, qui sont le site d'une surcompression de la part des ménisques capillaires. L'existence de ce phénomène implique que ce système de gouttes sur fibre se comporte sous compression comme un liquide, alors que sous tension il possède un régime de ressort élastique classique. Les araignées ont donc trouvé un moyen de construire des hybrides mécaniques liquide-solide. La première partie de
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ma thèse fut dédiée à la caractérisation d'échantillons naturels, à travers le réglage de paramètres d'environnement (en particulier l'humidité relative), des observations microscopiques, mais aussi des mesures de forces sub-micronewtons en compression et en tension. Le but de la seconde partie de ma thèse fut de construire un système entièrement artificiel qui reproduit le phénomène de treuil élasto-capillaire naturel. Ceci a impliqué la fabrication de fibres flexibles de taille micronique et longues de plusieurs centimètres, par extrusion de polymères thermoplastiques. Le simple dépôt d'une goutte de liquide mouillant permet par la suite la création efficace d'un système ayant des propriétés mécaniques proches de celles de la soie d'araignée de capture. La troisième partie de ma thèse a visé à aller plus en avant dans les mesures fines et la caractérisation de ces systèmes de gouttes sur fibre enroulables. Ceci a supposé l'utilisation de mesures de forces sub-micronewtons (comme pour les échantillons de soie), mais aussi de microscopie en lumière polarisée, ainsi que de l'analyse d'images et la résolution de problèmes techniques. Nous avons trouvé un très bon accord entre les résultats expérimentaux, les simulations numériques et une théorie faisant appel au formalisme des transitions de phase, notamment pour des propriétés telles que le seuil d'activation, l'existence d'une hystérésis, les détails subtils de la courbe contrainte-déformation, ou encore l'influence de la gravité et de la déformabilité de la surface de la goutte. Tous ces résultats ont permis la conception de techniques et d'outils non conventionnels dans des domaines tels que les méta-matériaux, les actuateurs intelligents ou la micro-fabrication. CHAMPY Clément, IRDL (Ex LBMS) Directeurs de thèse : Y. Marco, V. Le Saux Date soutenance : 13 juillet 2016 Titre : Méthodologie rapide de caractérisation des propriétés en fatigue d'élastomères industriels sous chargement non relaxant MORANÇAIS Amélie, LSPM , LISMMA Directeurs de thèse : P. Kanouté (ONERA/UTT) et M. François (UTT) Date soutenance : 30 mars 2016 Titre : L'effet du grenaillage sur la durée de vie des aubes monocristallines de turbine Résumé : Le grenaillage est souvent utilisé sur les pieds d’aube de turbine haute pression afin de retarder l’apparition des fissures dans les zones de concentration de contraintes. Ce traitement de surface génère des contraintes résiduelles et de l’écrouissage en surface de la pièce, ce qui influe sur sa durée de vie. L’enjeu de cette thèse est de mettre en place une méthodologie permettant de prendre en compte cet état mécanique initial, ainsi que son évolution en service, dans l’analyse de durée de vie d’une aube élaborée en superalliage monocristallin à base de nickel (AM1). Tout d’abord, cet état mécanique (contraintes résiduelles et écrouissage) est déterminé expérimentalement. Les contraintes résiduelles sont notamment évaluées par diffraction des rayons X en utilisant la méthode d’Ortner. Cet état mécanique est ensuite introduit dans les calculs de structure. Pour cela, on s’inspire de la méthode connue de l’introduction directe du champ d’eigenstrains qui est, ensuite, étendue afin d’introduire également les variables d’écrouissage ainsi que l’état mécanique anisotrope complet dans toute la structure. L’étape suivante a visé à suivre expérimentalement et à modéliser l’évolution de ces quantités sous sollicitations thermique, d’une part et cycliques à température constante (650°C), d’autre part. Enfin, la chaîne complète de calcul de durée de vie de l’AM1 est appliquée afin d’analyser la durée de vie des éprouvettes grenaillées. Les résultats obtenus sont discutés en regard des essais de fatigue effectués sur éprouvettes représentatives.
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TRESSOU Benjamin, ENSMA Directeurs de thèse : C. Nadot-Martin Date soutenance : 1er avril 2016 Titre : Contribution à l'homogénéisation des milieux viscoélastiques et introduction du couplage avec la température, par extensions d'une approche incrémentale directe Résumé : Cette thèse traite de la modélisation micromécanique de composites viscoélastiques via une approche incrémentale (AI) proposée par Lahellec et Suquet (2007). En plus d’être fondée sur un cadre thermodynamique rigoureux, l’AI permet une résolution du problème local dans l’espace-temps réel (i.e. sans passage dans l’espace de Laplace). Le premier objectif est d’élargir le spectre d’applications de l’AI en termes de lois viscoélastiques locales et de microstructures. Le second objectif est de tenter d’introduire au sein de l’AI la prise en compte des effets de couplage entre la viscoélasticité et la température (couplage thermomécanique mais aussi échauffement induit par la dissipation intrinsèque). Tout d’abord, l’AI est codée en Python® puis le programme validé pour des lois viscoélastiques linéaires simples, des microstructures et des chargements déjà étudiés dans les travaux de Lahellec et Suquet. Une seconde partie opère une généralisation théorique de l’AI à de multiples variables internes, non nécessairement déviatoriques, et des phases non nécessairement isotropes. Les différentes extensions sont validées progressivement par confrontations aux solutions exactes de référence (champs complets) et en particulier l’efficacité de l’AI étendue à traiter des matrices de type Maxwell généralisé (sans et avec déformations volumiques anélastiques). Cette partie se termine par une démonstration concrète de la possible association de l’AI à trois schémas d’homogénéisation (Mori-Tanaka, Double-Inclusion, schéma de Malekmohammadi et al. (2014)) en vue de traiter diverses morphologies (composites à fibres, à particules, et à copeaux anisotropes de bois lamellés). La dernière partie traite du couplage entre la viscoélasticité et la température au sein de l’AI. Les versions initiale et discrétisée dans le temps du problème hétérogène thermoviscoélastique fortement couplé sont formulées. Puis, plusieurs degrés de couplage sont envisagés selon une approche progressive des difficultés. La situation où seul le couplage de la thermique vers la mécanique est activé, sans résolution de l’équation de la chaleur, est tout d’abord étudiée. Les estimations obtenues pour plusieurs chargements thermomécaniques imposés à un milieu périodique contenant des fibres élastiques, thermoélastiques puis thermoviscoélastiques, dans une matrice thermoviscoélastique, sont confrontées avec succès aux solutions de référence. Enfin, la résolution simultanée de l’équation de la chaleur est abordée en intégrant comme terme source la dissipation intrinsèque au sein de la matrice en plus du terme de couplage thermomécanique, les fibres étant considérées élastiques. Les évolutions de la température et de la réponse homogénéisée dans cette situation de couplage fort (i.e. dans les deux sens) révèlent des tendances cohérentes. CHATZIATHANASIOU Dimitrios, LSPM , LISMMA Directeurs de thèse : FODIL MERAGHNI, NADINE BOURGEOIS, YVES CHEMISKY Date soutenance : 26 avril 2016 Titre : MODÉLISATION DU COMPORTEMENT MULTIAXIAL CYCLIQUE DES ALLIAGES À MÉMOIRE DE FORME Résumé : De nouvelles approches phénoménologiques sur la modélisation du comportement des AMFs sont nécessaires pour tenir en compte de leur réponse complexe sous chargement multiaxial. L'effet de l'anisotropie induit une dépendance de leur comportement inélastique à la direction du chargement pour des cas superélastiques. La réorientation martensitique affecte drastiquement la réponse du matériau sous chargement non-proportionnel. La charge répétitive modifie aussi certaines propriétés du matériau. L'objectif de cette étude est de proposer un nouveau modèle
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constitutif thermodynamique robuste pour les AMFs, focalisé surtout sur des compositions NiTi équiatomiques pour capter la transformation martensitique anisotrope et la réorientation des variantes martensitiques, toujours en considérant le fort couplage thermomécanique. Une nouvelle approche mathématique est introduite pour capter l'anisotropie de contraintes et de l'évolution des déformations inélastiques lors de la transformation directe, causée par les conditions de mise en forme des structures en AMFs. Cette méthode est évaluée en employant des courbes contraintes-déformations résultant de chargements proportionnels simulés par un modèle micromécanique. Un modèle phénoménologique fortement couplé, qui considère surtout la réorientation martensitique, est développé et évalué en exécutant des simulations numériques d'expériences non-proportionnelles déjà existantes. Des structures complexes sont également simulées en employant la Méthode des Élements Finis. Une partie de ce travail concerne aussi l'étude expérimentale des effets du chargement cyclique sur l'évolution des déformations résiduelles et le seuil de transformation des alliages NiTi sous sollicitation uniaxiale et biaxiale. LAKRIT Mohamed, IRDL (ex-LBMS) Directeurs de thèse : Sylvain CALLOCH, Shabnam ARBAB CHIRANI, Laurent PINO Date soutenance : 26 avril 2016 Titre : Comportement et cinétique de transformation martensitique sous sollicitation multiaxiale des matériaux métastables Résumé : La transformation de phase influence considérablement les propriétés thermomécaniques des matériaux métastables. Cette transformation nécessite d’être étudiée expérimentalement dans le cas de chargements thermomécaniques multiaxiaux, afin qu’elle soit prise en considération dans des modèles numériques.Ces travaux concernent la caractérisation du comportement axial et multiaxial de deux aciers iTRIP, à savoir l’acier iTRIP 301L et l’acier iTRIP 304L ainsi qu’un alliage à mémoire de forme à base de CuAlBe. Cette caractérisation est couplée avec un suivi de la cinétique de transformation de phase, entrepris par une mesure de la résistance électrique.Une étude bibliographique de deux classes de matériaux métastables (acier iTRIP et alliage à mémoire de forme) ainsi que du phénomène de transformation de phase et les techniques permettant son suivi est exposée. En outre, des essais uniaxiaux thermomécaniques réalisés sur l’acier iTRIP 301L ainsi que sur l’alliage à mémoire de forme CuAlBe avec suivi de la cinétique de transformation de phase sont présentés. Ce même suivi est entrepris dans le cas de chargements multiaxiaux proportionnels et non proportionnels sur des éprouvettes tubulaires en acier iTRIP 304L et en alliage à mémoire de forme à base de CuAlBe. KARAMI Elham, LSPM , LISMMA Directeurs de thèse : Joseph GRIL, Sandrine BARDET, Iris BREMAUD, Kambiz POURTAHMASI Date soutenance : 3 mai 2016 Titre : Effet de traitements thermiques modérés et de revêtement sur les propriétés vibratoires des bois d’Epicéa et de Mûrier Résumé : Le bois est couramment utilisé pour la fabrication d’instruments de musique. Les procédés employés consistent souvent en traitements modifiant le matériau en volume ou en surface. Ce travail s’est focalisé sur deux espèces employées dans les instruments à cordes et représentatives de différentes cultures: L’épicéa (Picea abies Karst.) utilisé en Europe et le Mûrier blanc (Morus alba L.) utilisé en Iran. Pour chacune l’effet d’un traitement thermique modéré (<150°C) et d’un revêtement par vernis sur plusieurs propriétés physiques et mécaniques ont été étudiés. Les principaux résultats sont les suivants. A la différence de l’Epicéa, le Mûrier présente un très faible degré d’anisotropie mécanique. Chez les deux espèces, le traitement thermique entraîne une forte chute de l’amortissement, particulièrement dans la direction radiale pour l’Epicéa, ainsi que du taux d’humidité d’équilibre, sans dégradation marquée comme indiqué par la faible perte de masse.
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Toutefois, après reconditionnement à haute humidité, une part importante de la modification est récupérée. L’application d’un vernis à base de solvant sur le Mûrier entraîne une rigidification continue, tandis que la forte augmentation de l’amortissement observée après l’application est suivie par un retour au bout d’environ 2 mois aux niveaux du bois non traité. Pour l’Epicéa, des vernis à base d’huile siccative ont été appliqués et divers paramètres du procédé ont été testé. Dans ce cas la cinétique de stabilisation des propriétés est très lente et des variations notables continuaient à être observée au bout de 5 mois. LE Viet Duc, LSPM , Arts et Métiers ParisTech Directeurs de thèse : Franck Morel, Nicolas Saintier, Daniel Bellett Date soutenance : 9 mai 2016 Titre : Etude de l’influence des hétérogénéités microstructurales sur la tenue en fatigue à grand nombre de cycles des alliages d’aluminium de fonderie ROUSSEAU Thomas, Ecole Centrale de Lyon Directeurs de thèse : C. Nouguier et T. Hoc Date soutenance : 30 mai 2016 Titre : Modélisation multiéchelle des modifications de la microstructure d'un alliage à base Nickel soumis à de fortes déformations plastiques en surface Résumé : La compréhension des effets du grenaillage ultrasonore sur l’intégrité de surface des composants métalliques représente un enjeu industriel important. Dans le cadre de cette thèse, une modélisation physique multi-échelle de la plasticité cristalline à la DEM (Discrete Element Model) a été développée. Le grenaillage ultrasonore consiste à mettre en mouvement des billes à l’intérieur d’une enceinte par vibration de la sonotrode. Les impacts répétés sur le matériau entraînent un écrouissage en surface, l’établissement de contraintes résiduelles de compression et la formation d’une couche nanostructurée. L’objectif de cette thèse est d’obtenir une meilleure compréhension des mécanismes conduisant à ces modifications sur un alliage à base nickel. Le mouvement des billes obtenu par DEM est relié aux modifications de la microstructure sous impacts via un modèle éléments finis utilisant une loi de plasticité cristalline. Après validation de chaque étape par des mesures expérimentales, le modèle a permis d’étudier l’effet de la quantité de billes utilisées dans le procédé. Ainsi, un nombre croissant de billes induit une augmentation d’impacts en biais de faible vitesse permettant de concentrer les contraintes résiduelles de compression en extrême surface. De plus, les simulations multi-impacts utilisant une loi de plasticité cristalline ont montré que ces impacts en biais engendraient une densité totale de dislocations et un niveau de désorientations élevées pouvant expliquer la fragmentation des grains et la nanostructuration de la surface. Enfin, ces modifications de la microstructure, visibles jusqu’à 300 µm de profondeur, sont en accord avec les profils de dureté obtenus par nano-indentation et les profils de désorientation issus de l’analyse EBSD (Electron BackScatter Diffraction). BEUCIA Bermane, LSPM , Université Paris 13 Directeurs de thèse : B. Bacroix, P. Franciosi Date soutenance : 25 mai 2016 Titre : Influence des transformations surfaciques induites par traitements thermomécaniques sur la tenue en fatigue du Ti-10V-2Fe-3Al Résumé : Depuis des décennies, le rôle joué par les joints de grains dans le comportement plastique des matériaux cristallins interroge mécaniciens, métallurgistes, spécialistes des matériaux. Après les avancées décisives de la plasticité individuelle des cristaux et de leur comportement collectif au sein d’agrégats, les effets complexes des interfaces sur le comportement effectif constituent l’enjeu restant à maîtriser. Car si les joints peuvent aussi bien être sites d’endommagement que réseau de
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consolidation dans une structure polycristalline, ils contribuent toujours fortement aux propriétés macroscopiques de cette dernière. Le travail réalisé est une contribution à l’étude du comportement des joints lors de traitements thermomécaniques induisant leur mobilité. On parle de migration. Nous avons étudié les caractéristiques essentielles de la migration de joints de grains à partir du mécanisme de SIBM (croissance de grains sans germination après faible déformation plastique). La migration des joints de grains sous recuit après déformation a été suivie in situ en MEB. Les évolutions microstructurales sont analysées en MEB et en AFM. Les principales forces et caractéristiques contribuant à la migration des joints sont étudiées. Pour les forces, un diagramme de migration reliant le déplacement des joints à l’énergie de courbure et à l’énergie stockée par déformation plastique a permis d’évaluer la pertinence de l’expression usuelle de la force motrice de migration et d’en discuter de possibles ajustements. Pour les caractéristiques, nous avons confirmé l’effet de surface de la gravure thermique et celui plus intrinsèque des jonctions triples sur la migration des joints de grains. DEHMANI Helmi, Arts et Métiers ParisTech, site de Bordeaux Directeurs de thèse : Thierry PALIN-LUC, Charles BRUGGER, Charles MAREAU Date soutenance : 13 Juin 2016 Titre : Étude de l’influence du procédé de poinçonnage sur la tenue en fatigue à grand nombre de cycles de tôles minces ferromagnétiques Résumé : Ces travaux de thèse sont consacrés à l’étude de l’influence du procédé de poinçonnage sur la résistance en fatigue à grand nombre de cycles de tôles minces ferromagnétiques. Étant donné leurs propriétés magnétiques améliorées, ces tôles en alliage fer-silicium sont de plus en plus utilisées pour la fabrication des moteurs électriques qui tournent à des vitesses élevées. En effet, les pertes magnétiques dans ces tôles sont réduites par l’augmentation de la taille de grain, la diminution de l’épaisseur en dessous du demi‒millimètre et l’ajustement du pourcentage de silicium. L’objectif de cette étude est d’élaborer une démarche de dimensionnement en fatigue HCF des pièces en tôles minces poinçonnées. La première étape de cette démarche est la caractérisation expérimentale du matériau étudié. Des essais de traction monotone quasi-statique et d’écrouissage cyclique en utilisant différentes conditions ont permis de déterminer les grandeurs caractéristiques de cet alliage et d’identifier un modèle de comportement mécanique cyclique utilisable pour les simulations par la méthode des éléments finis (EF). L’étude de la résistance en fatigue de cette tôle est réalisée en utilisant des géométries d’éprouvettes lisses et entaillées. Différents effets tel que le rapport de charge, la température (180°C) et le procédé sont ainsi étudiés. Étant donné son influence sur la tenue en fatigue, l’effet du procédé de poinçonnage est finement investigué. Les bords des éprouvettes de fatigue sont analysés en utilisant des techniques variées (observations microscopiques, profilométrie optique, micro‒dureté, diffraction des rayons X…). Ceci a permis d’identifier les mécanismes d’endommagement par fatigue des pièces en M330‒35A poinçonnées. Ensuite, différentes configurations d’éprouvettes sont utilisées pour quantifier l’influence des différents effets induits par le procédé tel que l’écrouissage, les contraintes résiduelles et les défauts géométriques sur la résistance en fatigue de l’alliage étudié. Les résultats des investigations sur les bords ont montré que l’amorçage des fissures est localisé sur un défaut de poinçonnage. Une stratégie qui permet d’identifier les défauts critiques est alors adoptée. Des simulations (EF) réalisées sur les défauts de poinçonnage ont permis de déterminer les champs mécaniques autour de ces défauts. Enfin, une stratégie de dimensionnement en fatigue qui s’appuie sur l’utilisation d’un critère de fatigue non‒local en post‒traitement des résultats des simulations par EF sur les défauts de poinçonnage est proposée.
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RENNER Emile, FEMTO-ST Directeurs de thèse : Patrick Delobelle, Fabrice Richard et deYves Gaillard Date soutenance : 20 juin 2016 Titre : Vers l'identification d'une loi de plasticité monocristalline par indentation instrumentée Résumé : Une méthode d’analyse des topographies résiduelles, obtenues par essais de nanoindentation Berkovich sur trois échantillons de nickel polycristallins cubiques à faces centrées (CFC), a été développée dans cette thèse. L’objectif de la méthode est d’évaluer la richesse de l’information contenue dans les empreintes pour l’identification de tout ou partie des paramètres d’une loi de plasticité monocristalline. La création d’une base de données de topographies résiduelles, mesurées par microscopie à force atomique (AFM), constitue la partie expérimentale du travail. Les distributions et dimensions de bourrelets montrent une grande sensibilité à l’orientation relative indenteur/grain et au taux d’écrouissage. Les topographies obtenues s’avèrent être de véritables « empreintes digitales » du mécanisme de plasticité à l’échelle du grain. L’élaboration sous le code ZéBuLon d’un modèle éléments finis (EF) 3D de l’essai de nanoindentation Berkovich, intégrant la loi de Méric-Cailletaud, permet de retrouver les observations expérimentales. Une étude numérique confirme la sensibilité de la topographie à l’orientation relative indenteur/grain et aux paramètres plastiques, notamment aux coefficients de la matrice d’interaction des dislocations présentes sur les systèmes de glissement. Afin d’évaluer la richesse du contenu informatif des empreintes, un indice d’identifiabilité est proposé. Son calcul est basé sur la multi-colinéarité des vecteurs de sensibilité des topographies résiduelles aux paramètres de la loi. Il permet de quantifier, en fonction des données topographiques prises en compte, le caractère mal posé du problème d’identification paramétrique. Les résultats obtenus montrent que l’identification de quatre à cinq paramètres de la loi de Méric-Cailletaud est envisageable en exploitant seulement deux empreintes. Ces travaux ouvrent la voie à l’identification du comportement à l’échelle du cristal, guidée par l’identifiabilité paramétrique. MA Yang, LSPM , Ecole Centralesupelec Directeurs de thèse : Jinbo BAI, Laurent ZIMMER Date soutenance : 30 juin 2016 Titre : Étude de la formation et de l'activité catalytique de nanoparticules durant les premiers instants de la croissance de nanotubes de carbone par dépôt chimique en phase vapeur assisté par aérosol Résumé : De par leurs propriétés remarquables, les nanotubes de carbone (NTCs) attirent beaucoup d’attention et de nombreuses recherches sont menées sur ces matériaux depuis les dernières décennies. Le nombre d'applications envisagées mais aussi la quantité de NTCs demandée augmentent chaque année. Pour atteindre une production à grande échelle et contrôlée, il est nécessaire d'avoir une bonne compréhension des mécanismes de croissance des NTCs. Dans ce but, les premiers instants de la croissance de NTCs par dépôt chimique en phase vapeur assisté par aérosol (CVD) sont examinées expérimentalement. Dans cette étude, des techniques analytiques comme l’incandescence induite par laser (LII) et la spectrométrie de masse (MS) sont utilisées afin d’obtenir un diagnosticin-situ de la quantité/morphologie des différents réactifs et produits. L’influence de nombreux facteurs, tels que la température de réaction, la composition gazeuse du réacteur, et la quantité des précurseurs catalytiques et carbonés est étudiée et comparée. Les résultats de ces analyses offrent de nouvelles perspectives concernant la formation de NPs, leur processus d'évolution, et leur relation avec la croissance de NTCs par voie CVD.
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GAUR Vidit, Ecole Polytechnique Directeurs de thèse : V. Doquet Date soutenance : 8 juillet 2016 Titre : Fatigue et fatigue-corrosion d’un acier au Cr-Mo en tension-biaxiale Résumé : Les connecteurs clips utilisés pour assembler les tubes de riser pour le forage pétrolier offshore subissent un chargement cyclique dû aux vagues. 90% de la durée de service est passée en mode connecté, avec une contrainte moyenne élevée, alors que 10% est passé en mode déconnecté, avec une faible contrainte moyenne. Des calculs numériques montrent qu’un chargement cyclique de tension biaxiale en phase prévaut dans la zone critique de la structure. Les effets de contrainte moyenne et de biaxialité doivent tous deux être pris en compte pour un design approprié. Les critères de fatigue multiaxiale de la littérature sont basés sur des données de traction-torsion et ne discriminent pas bien l’influence de la tension biaxiale de celle d’une contrainte moyenne. Un des objectif de cette étude est donc de caractériser séparément ces deux effets. Pour étudier les effets de contrainte moyenne, des essais de fatigue uniaxiale ont été menés avec différents rapports R. Les durées de vie diminuent avec l'augmentation de R, et la limite d'endurance suit la parabole de Gerber. À faible contrainte moyenne et amplitude de contrainte élevée, les fissures s’amorcent en surface, tandis que pour des rapports R élevés et des amplitudes faibles, les fissures s’amorcent à partir de défauts internes ou coupant la surface. Cette transition est analysée à partir de calculs élasto-plastiques des champs de contrainte et déformation autour des défauts. Les fissures internes se propagent sous un faible ∆K indépendant de R, ce qui est attribué à la quasi absence d’effets de fermeture. Pour étudier l'effet de biaxialité, des essais cycliques de tension et pression interne combinées en diverses proportions ont été effectuées à rapport R fixe (0,25). Un taux de biaxialité modéré (B = 0,25 et 0,5) a un effet bénéfique, attribué à un retard de l'amorçage des fissures, alors que la tension équibiaxiale a un effet légèrement nuisible, attribué à un "pseudo effet de taille" (probabilité plus grande qu’une microfissure se propage le long de deux plans principaux équivalents, au lieu d’un seul). De facettes intergranulaires révélatrices de fragilisation par l'hydrogène ont été observées sur les surfaces de rupture. L’évolution de leur fraction avec ∆K et la biaxialité suggèrent une réduction de la vitesse de fissuration à B≤0.5, mais l'effet néfaste de la tension équibiaxiale ne peut être attribué à une accélération de la propagation. Plusieurs des critères de fatigue existants échouent à décrire toutes les données de cette étude. Les critères d'endurance avec un terme linéaire de contrainte moyenne ou de tension hydrostatique ne parviennent pas à prédire les variations de la limite d'endurance. Un nouveau critère de fatigue a été proposé sur la base de la parabole de Gerber. Il décrit bien les effets combinés d'une contrainte moyenne et d’un taux de biaxialité positif. Des essais biaxiaux ont également été effectués dans l’eau salée (3.5% NaCl) pour étudier l'influence de ce milieu sur les durées de vie en fatigue, en corrosion libre et avec une protection cathodique qui amplifie le dégagement d’hydrogène. En corrosion libre, l'eau salée réduit fortement les durées de vie et supprime la limite d'endurance. Cela est dû à la formation de piqûres de corrosion qui favorisent l’amorçage précoce et multiples de fissures. La tension équibiaxiale n’accentue pas l’effet nocif de l'eau salée, malgré des mécanismes de fissuration différents: décohésion fragile transgranulaires en tension uniaxiale, mais principalement intergranulaire en tension biaxiale. La protection cathodique annule l'effet néfaste de l'eau salée pour tous les taux de biaxialité, en dépit d'un net accroissement de la fragilisation par l’hydrogène des joints de grains. Les surfaces de rupture deviennent presque entièrement intergranulaire, tandis qu’à l'air, le taux de rupture intergranulaire ne dépasse pas 45%.
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XU Jinyang , Arts et Métiers ParisTech Directeurs de thèse : Mohamed EL MANSORI Date soutenance : 15 juillet 2016 Titre : Étude numérique et expérimentale de l’usinage des matériaux hybrides titane-composites Résumé : Dans l'industrie aérospatiale, l'utilisation des matériaux hybrides CFRP/Ti montre une tendance à la hausse en raison de leurs propriétés mécaniques/physiques améliorées ainsi que des fonctions structurelles plus flexibles. En dépit de leurs nombreuses applications, l'usinage CFRP/Ti en perçage en une seule passe reste le principal défi scientifique et technologique de l’assemblage multi-matériaux. Par rapport au coût de production élevé et le temps des recherches basées sur des approches exclusivement expérimentales de l'usinage multi-matériaux, cette étude a pour objectif d’amener une meilleure compréhension de la coupe CFRP/Ti à travers une approche physique hybride qui fait dialoguer les méthodes numériques et expérimentales. Un modèle EF utilisant le concept de zone cohésive a été développé pour étudier l'usinabilité anisotrope de pièces structurales CFRP/Ti à des fins d’assemblage. L’approche numérique explicite, par des études préliminaires, les mécanismes de coupe clés qui contrôlent l’usinage CFRP/Ti. Par la suite, l’approche expérimentale a été conduite sous différentes conditions d’usinage en configuration de coupe orthogonale et de perçage. Une attention spéciale a été consacrée aux effets des stratégies des séquences de coupe CFRP/Ti sur la formation des endommagements d’interface induits. Ces études expérimentales et numériques ont permit (i) d’expliciter les mécanismes physiques activés qui contrôlent la coupe à l'interface ainsi que les endommagements induits par celle-ci ; (ii) de préciser les effets des différentes stratégies d’assemblage multi-matériaux sur l’usinage CFRP/Ti ; (iii) de définir la classification d’usinabilité CFRP/Ti et (iv) d’analyser enfin les effets paramétriques géométrie/matériau d'outil régissant l'opération d’usinage CFRP/Ti. DUFRENOY Stéphane, LSPM , LISMMA Directeurs de thèse : B. Bacroix, T. Chauveau, I. Lemaire Caron, N. Guillemot Date soutenance : 24 février 2016 Titre : Influence des transformations surfaciques induites par traitements thermomécaniques sur la tenue en fatigue du Ti-10V-2Fe-3Al Résumé : Les alliages de titane sont largement utilisés dans le secteur de l'aéronautique. Cependant, ces alliages sont très sensibles aux gammes d'élaboration et de mises en forme. Ces dernières ont une grande influence sur l'intégrité de surface des produits finis, ce qui a un impact sur la durée de vie des pièces en service. Il est donc nécessaire de maîtriser les procédés afin de pouvoir définir la tenue en service des pièces. Dans ces travaux, les différentes intégrités de surface sont décrites en termes d'évolution microstructurale, de contraintes résiduelles et de micro-géométrie. Des essais de fatigue en flexion 4 points sont réalisés pour tester les performances mécaniques de ces surfaces. Nous avons remarqué une bonne cohérence entre les modèles reliant l'intégrité de surface et la tenue en fatigue déterminée expérimentalement. De plus, étant donné que les alliages de titane ont des microstructures complexes et peuvent être multiphasés, nous nous sommes aussi intéressés au caractère hétérogène de ces matériaux principalement dans l'analyse de contraintes résiduelles déterminées à l'aide de la diffraction des rayons X. Nous avons remarqué que ces hétérogénéités ont un impact sur la détermination des contraintes résiduelles. De fait une méthodologie de détermination de contraintes non standard a été mise en place et validée par des simulations utilisant un modèle d'homogénéisation auto-cohérent. Ces modèles d'homogénéisation sont intéressants d'un point de vue de la détermination des contraintes résiduelles par diffraction des rayons X car ils permettent la prise en compte de l'aspect multiphasé des matériaux ainsi que leur caractère anisotrope.
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Comptes rendus
COMPTE RENDU DE L'ASSEMBLEE GENERALE 2016 DE MECAMAT
DU 20 JANVIER 2016 A AUSSOIS ORDRE DU JOUR
1) Rapport moral & Projets a) Vie de l’association b) Relations avec d’autres sociétés savantes (AFM, FFM, EUROMECH) c) Groupes de Travail d) Colloques Nationaux d’Aussois e) Communication
2) Rapport financier
Vote du quitus et des tarifs d’adhésion 2017
3) Questions diverses
4) Élections pour le renouvellement du CA par tiers
Avec 75 membres présents ou représentés par procuration, le quorum (55) est atteint. H. Trumel ouvre donc la séance à 21h15. Pour sa première Assemblée Générale en tant que Président de l’association, H. Trumel commence par un rappel de la raison d’être et de « l’esprit Mécamat ». Il rappelle qu’avant les années 80, les deux communautés de mécanique (mathématique) et de science des matériaux (métallurgie) coexistaient sans se parler. Le GRECO « Grandes Déformations » a vu le jour et a montré l’intérêt des échanges entre ces deux communautés pour aboutir à un équilibre à travers le thème des lois de comportement à bases physiques. MECAMAT, groupe français de MECAnique des MATériaux est né en 1987 dans le prolongement du GRECO. Ses objectifs sont les suivants :
favoriser les échanges entre mécaniciens, physiciens et numériciens,
favoriser les échanges entre universitaires et industriels (ces derniers étant majoritairement étatiques),
élargir à toutes les gammes de matériaux,
favoriser les échanges entre sociétés savantes.
H. Trumel insiste sur ce qu’il entend être « l’esprit Mécamat » : être au service de la communauté. Cela implique :
des manifestations ouvertes au plus grand nombre, en particulier aux jeunes,
la nécessité de maîtriser les coûts, c’est à dire rester dans le forfait journalier pour les manifestations,
un tarif d’adhésion très modique (35 €) destiné à faire fonctionner le CA,
des outils libres d’accès : site WEB, gazette, liste de diffusion,
des Colloques Nationaux annuels à Aussois.
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Mécamat fonctionne avec deux réunions annuelles du Conseil d’Administration composé de 19 membres élus et une Assemblée Générale ordinaire annuelle qui se tient durant le Colloque National. La composition du bureau et les responsables des différentes commissions pour l’année 2015 ont été les suivants : - Président : Hervé Trumel - Vice-présidents : Véronique Aubin et Laurent Cangémi - Trésorier : Julien Jumel - Secrétaire : Carole Nadot-Martin - Manifestations / Groupes de Travail : Renald Brenner / Véronique Aubin - Communication : Yann Marco, Olivier Arnould, Véronique Aubin. H. Trumel adresse au nom de la communauté un immense merci à Olivier Hubert pour avoir assuré la présidence de l’association après en avoir été le trésorier. Son investissement au service de l’association a été sans faille et mérite toute notre gratitude. De même, Hervé Trumel adresse ses plus sincères remerciements à Katell Derrien qui a tenu de main de maître les rênes de la trésorerie jusqu’en mars 2015 et ce pendant plusieurs mandats consécutifs.
RAPPORT MORAL ET PROJETS
---------------------------------------VIE DE L’ASSOCIATION--------------------------------------- Le nombre d’adhésions en 2015 (217) est inférieur à la moyenne enregistrée sur les 10 dernières années (240). Il est en légère hausse par rapport à 2014 (plus 13 adhérents). Néanmoins, l’association enregistre une chute régulière des adhésions depuis 2012. Des courriels d’O. Hubert et d’H. Trumel ont pourtant été envoyés sur la liste de diffusion respectivement en juillet 2014 et mai 2015 pour rappeler la politique de Mécamat et particulièrement le rôle des adhésions. Des relances ciblées auprès des centres historiquement adhérents ont aussi été effectuées en octobre 2014 et 2015. L’association compte 30% de nouveaux adhérents en 2015 ce qui est presque le double des années passées (17% en moyenne). 46% ont adhéré pour la première fois il y a moins de 5 ans et 36% il y a plus de vingt ans. On assiste globalement à un renouvellement des adhérents tout en conservant un noyau conséquent d’adhérents fidèles. La proportion d’industriels est stable (20%) depuis 10 ans principalement issue du secteur de l’énergie (CEA, IFP, IRSN, EDF). Le secteur automobile est réapparu depuis 2013 après plusieurs années d’absence. La répartition géographique des adhérents est équilibrée. H. Trumel informe l’Assemblée Générale qu’une réflexion de fond a été entamée au sein du CA pour faire face à la chute des adhésions. L’attractivité de l’association ne semble pas avoir diminué si l’on en juge par la réussite des derniers colloques ou encore le fonctionnement des groupes de travail et de la liste de diffusion. Toutefois, si l’accessibilité gratuite pour tous aux activités de l’association relève de « l’esprit Mécamat », elle contribue probablement à la chute des adhésions, notamment des plus jeunes, qui ne voient pas nécessairement l’intérêt d’adhérer surtout dans le contexte économique actuel. La question de conserver « l’esprit Mécamat » a donc été posée aux membres du CA qui ont unanimement répondu positivement en mars 2015. Les membres du CA considèrent que cet esprit fait tout l’intérêt de l’association et qu’adhérer est une affaire de conviction. En plus de la poursuite des actions déjà entreprises (envoie des CR aux adhérents, appels à cotisation via la liste de diffusion accompagnés de messages concis rappelant l’esprit de l’association), des efforts sont en cours pour améliorer l’attractivité de Mécamat (rénovation du site WEB, changement de logo). Pour terminer sur une note d’humour, H. Trumel projette un croquis réalisé par son épouse à titre d’illustration d’un slogan qui pourrait éventuellement accompagner l’appel à cotisation.
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---------------------------RELATIONS AVEC LES AUTRES SOCIETES-----------------------
AFM H. Trumel commence par une présentation de la liste des Groupes Scientifiques et Techniques de l’AFM. Mécamat est un de ces GST et à ce titre H. Trumel siège au CA de l’AFM qui se réunit trois fois par an. H. Trumel serait favorable à ce que les Vice-présidents prennent en charge cette mission. Il rappelle que la vie de Mécamat est indépendante de la direction de l’AFM. Des décisions ont été votées lors de l’AG 2013 dans ce sens, avec notamment le refus d’une mutualisation des adhésions. L’AFM a acté cette ligne de conduite par ailleurs adoptée par la plupart des associations-GST (AMAC, AUGC, SFA,…). Les adhésions à l’AFM et à Mécamat sont donc indépendantes et il n’y a aucun lien financier entre les deux sociétés savantes. Depuis mi 2013, les relations avec l’AFM sont pacifiées et le fonctionnement constructif. H. Trumel invite à profiter des vecteurs de diffusion de l’AFM permettant une meilleure visibilité de Mécamat auprès des industriels et des instances nationales et même au plan international. En contrepartie, Mécamat s’acquitte de son engagement à promouvoir l’AFM par l’ajout d’un bulletin d’adhésion à l’AFM aux documents de bilan envoyés en fin d’année civile aux adhérents de Mécamat, et par la transmission des CR de l’AG d’Aussois comme bilan de fonctionnement.
Le Congrès Français de Mécanique est un évènement majeur qui concrétise le lien scientifique de Mécamat avec l’AFM. La dernière édition (CFM 2015, http://cfm2015.sciencesconf.org) a eu lieu à la Cité des Congrès de Lyon du 24 au 28 août et a réuni 1150 participants autour de 29 sessions thématiques dont 12 ont été organisées ou co-organisées par des membres Mécamat. Les Présidents du Comité Scientifique étaient A. Combescure (LaMCoS) et M. Lance (LMFA). Le Président du Comité d’organisation était G. Jacquet-Richardet (LaMCoS). Les principales sessions thématiques (co)pilotées par les membres de Mécamat ont été les suivantes : S1 - Modélisation avancée en mécanique des solides et des fluides S2 - Allégement dans les transports S5 - Réponses des matériaux et des structures aux sollicitations dynamiques rapides S6 - Mécanique des composites S7 - Mécanique des structures S9 - Procédés de fabrication et de mise en forme S11 - Couplage modélisation / expérimentation en mécanique des matériaux, mesure de champs S13 - Comportement biomécanique multi-échelles et multi-physiques S14 - Surfaces libres et interfaces S21 - Endommagement et rupture S22 - Mécanique des polymères S24 - Couplages multiphysiques et changements de phase
FFM La Fédération Française des Matériaux (FFM), présidée par O. Isnard et A. Ayra, est un regroupement de 28 sociétés savantes dont Mécamat représentée par O. Hubert. La 5
eme édition de la Conférence Matériaux,
manifestation quadriennale de grande envergure organisée sous l’égide de la FFM, aura lieu en 2018. Comme toutes les sociétés savantes, Mécamat a récemment été sollicitée pour une convention de collaboration. En cas de bénéfice de la conférence, les sociétés sont remboursées au prorata de leur mise. H. Trumel informe l’Assemblée qu’une convention de collaboration de niveau II a été signée par Mécamat le 12 novembre 2015 pour un engagement financier de 5000 euros, montant analogue à celui engagé pour l’édition 2014. La FFM s’est réuni le 16 janvier 2016 pour choisir la ville organisatrice de l’édition 2018. Parmi les trois villes candidates, Marseille, Nancy et Strasbourg dont les dossiers ont tous été jugés de très bonne qualité, Strasbourg a été retenue. Dix à quinze thèmes sont prévus dans le programme scientifique. Mécamat a en charge le thème « Comportements Mécaniques » dont R. Brenner était responsable en 2014. H. Trumel lance officiellement un appel à candidatures à l’Assemblée Générale. Y. Monerie pose la question du volume horaire à y consacrer. Par expérience, H. Trumel évoque l’ampleur du travail de coordination entre les sous-thèmes mais le rayonnement indiscutable qui en découle pour l’association.
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EUROMECH H. Trumel rappelle que Mécamat adhère à Euromech mais n’est plus représentée dans ses instances de gouvernance. Il insiste sur la nécessité de renforcer les liens de l’association avec Euromech qui se sont progressivement distendues depuis la disparition des conférences franco-françaises Euromech-Mécamat remplacées par les conférences européennes ECCM de plus grande envergure. L’ancien format est désormais celui des Colloquia dans lesquels les membres de Mécamat restent particulièrement actifs. Les discussions, initiées depuis 2014 avec P. Suquet, se poursuivent et l’organisation d’ECCM 2018 à Nantes constituera une contribution indéniable au renforcement des liens. A ce titre H. Trumel adresse, au nom de toute la communauté Mécamat, ses félicitations à L. Stainier qui a porté le projet de Nantes face à la candidature de Madrid. Il renouvelle la garantie d’un soutien logistique et financier à l’organisation. Les prochaines éditions d’ECCM sont :
- ECCM 16 à Bruxelles du 7 au 9 septembre 2016, - ECCM 18 à Nantes en 2018.
Les Colloquia Euromech 2016 co-organisés par des membres de Mécamat ou susceptibles d’intéresser la communauté sont les suivants : - Colloquium 572 : “Constitutive modelling of soil and rock”. 22-24/02/2016, Innsbruck, Austria, 572.euromech.org. Organisateurs : G. Hofstetter (University of Innsbruck), A. Gajo (University of Trento), D. Kolymbas
(University of Innsbruck). - Colloquium 569 : “Multiscale modeling of fibrous and textile materials”. 5-7/04/2016, Chatenay-Malabry, France, 569.euromech.org. Organisateurs : D. Durville (CNRS - Centrale-Supelec, France), S. Lomov (KU Leuven, Belgium). - Colloquium 584 : “Multi-uncertainty and multi-scale methods and related applications”. 13-16/09/2016, Porto, Portugal, 584.euromech.org. Organisateurs : A. Pires (University of Porto), C. Li (Swansea University).
--------------------------------------GROUPES DE TRAVAIL----------------------------------------- H. Trumel récapitule les activités 2015 des GT Mécamat particulièrement actifs dans l'organisation du CFM 2015, voir la rubrique AFM ci-dessus. Un changement d’animateurs a été rendu effectif en 2015 : - GT Physique et Mécanique de l’Endommagement et de la Rupture : J. Laverne et Y. Monerie ont été remplacés par K. Kazymyrenko et P.O. Bouchard. H. Trumel, V. Aubin et l’ensemble de l’Assemblée adressent leurs sincères remerciements à J. Laverne et Y. Monerie pour leur fort investissement dans l’animation du GT précité. Y. Monerie prend la parole pour parler du nouveau GT « Matériau numérique ». Il résume l’historique des réflexions ayant conduit à la création de ce GT en 2015. La première solution envisagée en 2014 d’inclure la composante « Matériau numérique » sous forme d’une extension du GT « Approches probabilistes en mécanique des matériaux » de F. Willot a finalement été écartée. Les discussions constructives avec M. Bernacki, responsable de la commission « Matériau numérique » créée en 2014 au sein de la SF2M, ont finalement conduit à la création d’une commission/GT mixte SF2M – Mécamat, co-présidé par M. Bernacki (SF2M) et Y. Monerie (Mécamat). Y. Monerie précise que les membres du CA Mécamat ont accueilli très favorablement cette stratégie en mars 2015. Elle permet d’éviter les redondances, de favoriser la lisibilité et
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ainsi de développer des synergies efficaces entre les chercheurs de communautés différentes. Il souligne la qualité des relations avec la SF2M dont l’objectif prioritaire est clairement d’être au service de la collectivité. Ce nouveau GT et celui de F. Willot ont organisé leur manifestation annuelle en même temps du 30/11 au 1/12/2015 à Paris. Enfin, Y. Monerie annonce le Colloque couplé entre la commission mixte SF2M - Mécamat "Matériau numérique" et la commission SF2M " Matériaux et Grands Instruments" qui aura lieu les 15 et 16 décembre 2016 aux Mines de Paris. H. Trumel informe que suite à la clôture du GDR « Mesures de Champs », M. Grédiac, F. Hild et B. Wattrisse ont contacté Mécamat pour proposer la création d’un GT commun à plusieurs sociétés savantes. Ils ont tous les trois été invités au CA Mécamat de septembre 2015 pour présenter leur projet. Il s’agit d’un signe de reconnaissance forte pour l’association et le CA a répondu favorablement à la demande. Un GT commun AFM – Mécamat a ainsi été créé fin 2015 et rejoint depuis par l’AMAC et l’AUGC. Il porte le nom « Mesures de champs et identification ». Il est animé par F. Amiot (Mécamat), M. Grédiac (AFM), F. Touchard (AMAC), E. Toussaint (AUGC) et N. Ranc par ailleurs organisateur de la première réunion programmée le 22 juin 2016 à Paris sur le thème des « Mesures de Champs à l’échelle micro ». H. Trumel termine par l’annonce des prochaines journées du GT Mécadymat les 30 et 31 mars 2016 à Strasbourg. Elles seront consacrées au comportement et à la rupture des matériaux sous sollicitations dynamiques. Une description complète des activités des GT est disponible sur le site de l'association, rubrique groupes de travail. Certaines des présentations faites lors des réunions sont notamment disponibles. Les GT Mécamat, ou commun entre Mécamat et d’autres associations, sont à ce jour les suivants : - Mécanique des polymères (J. Diani, J.L. Bouvard) - Interfaces dans les milieux solides (N. Carrère, M. Sauzay) - Approches probabilistes en mécanique des matériaux (F. Willot) - Traitements thermomécaniques, microstructure et rhéologie (D. Piot) - Physique et mécanique de l’endommagement et de la rupture (K. Kazymyrenko, P.O. Bouchard) - Mécadymat (E. Deletombe, P. Longère) - Eco-matériaux (C. Poilâne, Fabienne Touchard) - Couplages multiphysiques (S. Arbab Chirani, O. Hubert, L. Stainier) - Transformations de phases (B. Appolaire, E. Gautier) - Matériau numérique (M. Bernacki, Y. Monerie) - Mesures de champs et identification (F. Amiot, M. Grédiac, N. Ranc, F. Touchard, E. Toussaint).
-----------------------------COLLOQUES NATIONAUX D’AUSSOIS----------------------------- H. Trumel commence par rappeler l’objectif des Colloques Nationaux d’Aussois. Il s’agit d’offrir un panorama complet sur une thématique ciblée par le biais d’exposés longs, accessibles aux néophytes et en particulier aux doctorants, avec de plus des espaces de discussion et des rencontres conviviales avec les « grands noms » du domaine. Préparer un exposé pour Aussois représente beaucoup de travail et relève de la fonction publique. De plus, il est demandé aux orateurs de payer leur inscription comprenant l’hébergement et les repas à 90% afin de maîtriser les coûts. Intervenir à Aussois relève complètement de « l’esprit Mécamat » et les organisateurs doivent impérativement faire passer ce message.
2016 L’édition 2016 du Colloque d’Aussois se déroule du 18 au 22 janvier 2016, sur le thème « Mécanique pour le vivant. Identification et modélisation du comportement des tissus biologiques humains et animaux. Avancées et perspectives ». L’équipe organisatrice est composée de V. Deplano (IRPHE, Marseille), J.F. Ganghoffer
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(LEMTA, Université de Lorraine, Nancy) et D. Mitton (IFSTTAR-UCBL, Lyon). Le secrétariat est assuré par D. Simonigh (LEMTA, Université de Lorraine, Nancy). Les sous-thèmes principaux abordés sont la caractérisation des tissus biologiques, l’endommagement et la rupture, la croissance et le remodelage. Comme en 2015, la participation (103) se situe dans le bas de la fourchette des dernières éditions. Le Colloque 2016 compte 1% d’industriels, 21% de doctorants et 78% d’universitaires issus de l’ensemble du territoire français. La proportion d’industriels est la plus basse jamais enregistrée depuis dix ans, ce qui n’est pas surprenant étant donné la thématique abordée. H. Trumel déplore l’absence de médecins. Il félicite néanmoins les organisateurs pour le contenu scientifique du Colloque. Même si le nombre de participants reste modéré, les subventions octroyées par la Société de Biomécanique, le GDR MECABIO et l’AFM ainsi que le support des laboratoires organisateurs permettront un bénéfice estimé à environ 900 euros. H. Trumel invite l’ensemble des participants à adopter une attitude responsable et respectueuse vis-à-vis du Centre Paul Langevin avec qui il est essentiel pour Mécamat de conserver les meilleures relations possibles. Les incidents déplorés en 2015 (annulations tardives, durées de séjour modifiées sans prévenir) ne doivent impérativement pas se reproduire. Il rappelle que des précisions visant à attirer l’attention des participants sur l’attitude à adopter en cas de modification de réservation avaient été rajoutées au bulletin d’inscription 2016 suite à la décision du CA de mars 2015.
2017 La prochaine édition du Colloque National est prévue du 23 au 27 janvier 2017. Deux propositions ont été soumises au CA de Mécamat en 2015, la première sur le thème de la rupture (mécanismes et modélisation face aux applications industrielles) et la seconde portant sur le thème de la fatigue des matériaux et des structures. Les deux projets sont apparus excellents et il a été très difficile pour les membres du CA de faire un choix. C’est finalement le thème de la fatigue qui a été retenu au CA de septembre 2015. Les membres du CA espèrent que l’autre proposition sera réitérée pour 2019, le thème des « Matériaux numériques » ayant été arrêté pour l’édition 2018 lors du CA de septembre 2015. Le titre provisoire du Colloque 2017 est ainsi : « Fatigue des structures et des matériaux ». L’équipe organisatrice est composée de Jean-Yves Buffière (MATEIS, INSA Lyon), Franck Morel (LAMPA, ENSAM Angers), Ida Raoult (PSA), Sylvie Castagnet, Yves Nadot (Pprime, ENSMA Poitiers). S. Castagnet présente l’état d’avancement du projet tenant compte des suggestions émises par le CA de septembre 2015. L’objectif fixé est de proposer un découpage alternatif à celui des autres conférences sur le sujet en partant de la problématique du dimensionnement en fatigue des structures et des outils qui y sont adossés (mardi et mercredi) pour aller vers les approches « amont » sur le matériau destinées à faire progresser ces outils (jeudi). Dans ce découpage, les aspects « concepts probabilistes, procédés, température, environnement, gygacyclique, contact » ne feront pas l’objet de sessions particulières mais seront plutôt ventilés sur les différentes sessions. Le vendredi, un zoom sera fait sur le dimensionnement des structures sous chargements d’amplitude variable. C’est un parti-pris. Le Colloque se veut aussi multi-matériaux (métaux mais aussi composites, polymères, élastomères) avec une ventilation sur toutes les sessions. Les structures seront de géométrie complexe mais pas des assemblages. Enfin, le dernier objectif est de faire intervenir des industriels des secteurs aéronautiques, automobiles et des élaborateurs. Les cours envisagés sont : 1. Approches en amorçage, critères 2. Fissuration en fatigue 3. Aspects probabilistes Le programme du Colloque lui-même est divisé en 5 sessions : Dimensionnement en fatigue des structures (session 1-a) / Tolérance au dommage (session 2) / Effets de gradient/volume (session 3) / Matériau : effets de microstructure – mécanismes (session 4) / Matériau : calculs de microstructure (session 5) / Amplitude variable (session 1-b).
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Le programme est jugé très bien construit par l’Assemblée qui apprécie le découpage original mais néanmoins ambitieux du Colloque. Il est toutefois suggéré de demander aux premiers orateurs qui vont introduire une classe de matériaux de parler brièvement de microstructure et de mécanismes car peu de notions sur le sujet apparaissent dans les cours. S. Castagnet ajoute que l’un des challenges du découpage proposé sera justement de construire un effet d’écho entre les sessions de dimensionnement (sessions 1-a à 3) et celles colorées « matériau et mécanismes » (sessions 4 et 5). Les orateurs seront très fortement sensibilisés à cet aspect du cahier des charges. Une autre suggestion porte sur la nécessité de sensibiliser dans le premier cours aux faiblesses des méthodes de type « point chaud » pour appliquer un critère de fatigue, afin de correctement introduire la troisième session. Une troisième remarque suggère d’associer le secteur offshore aux domaines industriels couverts. Il est par ailleurs suggéré de demander aux orateurs de faire un retour d’expérience sur les outils utilisés en industrie, avec un bilan des points forts et faibles de ces outils. Une dernière remarque concerne l’introduction des phénomènes de fatigue thermique par effets induits. S. Castagnet mentionne que le choix de l’exposé du mardi soir n’est pas encore arrêté. Y. Monerie émet l’idée d’exploiter ce créneau pour dresser un bilan des dix dernières années, le dernier Colloque consacré à la fatigue datant de 2007. Enfin, S. Castagnet attire l’attention sur le fait que les laboratoires organisateurs sont parmi les centres les plus actifs du paysage national sur la thématique de la fatigue. Elle pose alors la question de la possibilité de faire parler des chercheurs de ces laboratoires. H. Trumel rappelle qu’il faut éviter de faire parler les organisateurs eux-mêmes mais que des chercheurs de leur laboratoire peuvent intervenir, l’essentiel étant d’avoir les meilleurs exposés possibles de la part des référents du domaine scientifique abordé. Les organisateurs présenteront une nouvelle maquette tenant compte des remarques de l’Assemblée au prochain CA de Mécamat en mars 2015.
2018 Le Colloque portant sur le thème des « Matériaux numériques » initialement proposé pour 2017 lors de l’AG 2015 a finalement été reporté d’un an pour des raisons de phasage avec les prochaines Journées Matériaux Numériques (JMatNum) prévues en février 2017. La décision a été prise en 2015 par les membres du CA Mécamat suite à des discussions avec D. Rochais et F. Guillet, (CEA le Ripault) fondateurs des journées précitées. Y. Monerie prend la parole pour présenter brièvement les contours du Colloque 2018. L’équipe d’organisation pressentie est composée de R. Brenner (UPMC, Paris), Marc Bernacki (Mines Paris-Tech, SF2M), Y. Monerie (LMGC, Montpellier), D. Piot (Ecole des Mines de Saint-Etienne) et F. Willot (CMM, Paris). Les grands thèmes seraient l’acquisition de données microstructurales, l’extraction des caractéristiques morphologiques, la génération de microstructures artificielles, les simulations de comportements mécaniques (non linéaires pour les solides, fluides, et couplages) et enfin les analyses paramétriques (propagation d’incertitudes, microstructures évolutives). Les cours pourraient porter sur les thèmes 1, 3 et 5. Une première question concerne le type de matériaux visés. Les matériaux à inclusions étant très largement traités dans les conférences ou sessions consacrées à l’homogénéisation, Y. Monerie propose de s’intéresser à des matériaux moins abordés tels que les sols pour leur variabilité ou encore les matériaux nucléaires et à phases percolées. La notion de microstructure évolutive est considérée très importante par l’Assemblée avec, parmi les questions sous-jacentes, la définition de VER(s) quand des fissures apparaissent. Une autre suggestion est de ne pas limiter les échelles abordées. La possibilité d’introduire dans le programme les techniques de réduction de modèles est également évoquée. Enfin, l’introduction d’exemples de réalisations de microstructures modèles est fortement suggérée.
2019 et éditions suivantes
H. Trumel renouvelle son souhait de voir le projet « Endommagement et rupture » se concrétiser pour l’édition 2019. Pour les éditions ultérieures, il rappelle la liste des différents thèmes déjà évoqués lors des AG
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antérieures : « Mécanique des nanomatériaux », « Identification/Simulations/Comparaison expériences » (suite de l’édition 2010), « Matériaux à gradients de propriétés ». Calendrier Les pré-réservations effectuées auprès du Centre Paul Langevin pour les prochains Colloques Nationaux sont les suivantes :
2017 : 23 – 27 janvier 2018 : 22 – 28 janvier 2019 : 20 – 25 janvier
----------------------------------------------COMMUNICATION--------------------------------------
Gazette (Yann Marco)
Cette année poursuit le format adopté l'an dernier qui propose une version électronique disponible sur le site de Mécamat et l'envoi d'une édition papier à 35 sites qui comptent le plus d'adhérents à l'association, de manière à la rendre disponible à la lecture à la bibliothèque ou en salle "café". La Gazette contient des informations sur les manifestations, les réunions du Conseil d’Administration, de l’Assemblée Générale, des Groupes de Travail,… Elle contient également des résumés de thèses et HDR en mécanique des matériaux soutenues dans l’année écoulée. L’impression a été réalisée aux Mines de Nancy à partir d’une maquette préparée par Y. Marco et expédiée depuis l’ENSTA Bretagne. Les coûts d’impression (~ 500 €) et d’expédition (~ 90 €) de la Gazette se sont élevés à moins de 600 € à comparer aux 2800 € des années avec impression papier pour tous les adhérents.
Liste de diffusion ([email protected]) (Véronique Aubin)
V. Aubin gère la liste de diffusion, principal vecteur de diffusion de l’information et qui compte actuellement 2250 abonnés (+ 150 par an en moyenne). La liste de diffusion est ouverte à tous. L’inscription relève d’une démarche individuelle. Pour s’inscrire : Envoyer un mail à [email protected] avec en objet SUB mecamat votre_adresse_mail. Pour se désinscrire : Envoyer un mail à [email protected] avec en objet UNS mecamat votre_adresse_mail. Il est toutefois très probable que le serveur et l’adresse de la liste soient modifiés dans le courant de l’année 2016. V. Aubin quittant le CA, une nouvelle personne deviendra responsable de la liste à compter du mois de mars 2016.
Refonte du site WEB (www.mecamat.asso.fr) (Olivier Arnould)
La question d'une refonte du site WEB pour le rendre plus attractif et plus efficace d’utilisation a été discutée au CA de mars 2015. O. Arnould a contacté une entreprise spécialisée (Eoxia Montpellier) qui lui a fourni un devis de l'ordre de 3000 €. Ce devis propose une refonte complète du site au format WordPress (à l'image de la page du GT « Polymères », https://mecamatmdp.wordpress.com/2015/06/24/premiere-journee-2/, qui sera incluse dans le nouveau site WEB). Ce format permet : - un design plus moderne et une utilisation plus souple que le format HTML actuel, permettant l'administration du site à partir d'un navigateur (au lieu d’un transfert ftp actuellement vers le serveur hôte du site), - une gestion individuelle des pages de chaque GT par leur(s) responsable(s) respectif(s), - un calendrier dynamique plus ergonomique pour l’actualité des conférences, - un archivage des annonces de soutenances de thèse/HDR et des offres de stages/thèses/post-doc/emplois compilées manuellement à partir des annonces déposées sur la liste de diffusion, - une optimisation pour un affichage « mobile » (smartphone, tablette).
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Les discussions ayant eu lieu au sein du CA de septembre 2015 ont abouti à un consensus pour accepter le devis et lancer le projet, les finances de l'association le permettant. La question de la maintenance mensuelle a été soulevée, car elle nécessite un budget annuel de l'ordre de 300 € pour la faire externaliser, comparable à l'une des subventions que l'association peut donner aux GT, par exemple. O. Arnould s'est renseigné, et il ressort que cette maintenance est indispensable mais ne nécessite pas forcément des connaissances très élaborées (sauf cas particulier) et le devis contient une formation rapide. Le CA a donc décidé de payer la maintenance, qui contient également un SAV téléphonique pour l'utilisation du site WEB, pour la première année afin d'estimer la pertinence de son externalisation.
H. Trumel informe l’Assemblée que des débats ont également eu lieu en 2015 sur l’éventualité de réserver aux seuls adhérents l’accès aux offres de stages/thèses/post-doc/emplois. La question n’a pas encore été tranchée faute de maturité suffisante. L'idée a également été proposée de permettre les votes en ligne pour le renouvellement du CA. Plusieurs solutions existent mais elles sont toutes un peu compliquées à mettre en place ou pas satisfaisantes par rapport aux besoins. Elles nécessiteraient de plus de modifier les statuts de l'association. Cette option a finalement été écartée. Enfin, la possibilité d'alimenter la gazette à partir d'informations en provenance directe du site WEB a été évoquée.
Pour information, la page d'accueil du nouveau site contiendra un agenda dynamique des conférences, un texte de présentation court de l'association avec des illustrations, un fil d'actualités contenant la mise en ligne de nouvelles infos (sur les GT par exemple) et enfin un bandeau dynamique comportant les thèmes suivants :
- Association - Adhésion - Groupes de Travail - Colloques - Annonces - Liens
avec des sous-thèmes, par exemple dans « Association » on retrouvera :
- Présentation - Statut de l'association - Liste de diffusion - Conseil d'Administration - Bureau - Correspondants - Comptes rendus
Modernisation du logo (Olivier Arnould) Dans le but de renforcer l’attractivité de l’association, des actions ont été entreprises pour rafraîchir le logo de l’association avec le cahier des charges suivant : - le MECA et le MAT doivent ressortir différemment en faisant si possible ressentir la mécanique et les matériaux, - la police de caractère peut évoluer pour être plus moderne, - l'identité visuelle doit être dans la continuité par rapport au logo actuel.
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L’entreprise Eoxia a été sollicitée à cet effet en parallèle de la mise à jour du site WEB et certains membres du CA se sont aussi prêtés à l’exercice. Les propositions retenues par les membres du CA au jour de l’AG sont les suivantes :
Logo actuel (en haut à gauche), logos proposés par Eoxia (centre et droite, première ligne), logos proposés par les membres du CA Mécamat (seconde ligne)
Les réflexions vont se poursuivre d’ici au CA de mars 2016. H. Trumel termine la discussion autour des logos par une note d’humour via la projection d’un slogan et d’un croquis de son épouse :
Eléments visuels attractifs : la Mécanique est une affaire de Force. Pour clore la rubrique dédiée à la Communication, H. Trumel rappelle que depuis 2014 l’association diffuse sous forme numérique aux adhérents des années n et n-1 (via un lien valide un mois avec mot de passe) : - les Compte-rendus du CA et de l’AG d’Aussois (1 fois avant ou après les vacances d’été), - la Gazette annuelle (1 fois après les vacances d’été), - les Proceedings d’Aussois (2 fois, avant et après les vacances d’été).
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RAPPORT FINANCIER
Recettes 2015
TOTAL RECETTES : 40409,45 € Les recettes liées aux adhésions sont analogues à celles de l’an passé, certaines restant à encaisser en 2016. De plus, il faut noter que le montant des recettes intègre les paiements enregistrés en décembre pour le Colloque 2016 de même qu’une entrée suite au bénéfice de la conférence Matériaux 2014. Le bilan définitif d’Aussois 2015 (97 inscrits dont 79 personnes payantes) est positif pour un montant de 3254 €.
Dépenses 2015
TOTAL DEPENSES : 48772,74 €
Les frais de fonctionnement du CA sont similaires à ceux de 2014 et très supérieurs à ceux de l’année 2013. Le montant affiché intègre les dépenses des réunions relatives à l’organisation des Colloques Aussois (2015, 2016, 2017) et à la création des nouveaux GT, ces réunions occasionnant la venue de nombreuses personnes extérieures au CA. Le total des frais de fonctionnement demeure toutefois dans la norme des dernières années en raison d’économies faites par ailleurs (diffusion de la Gazette notamment). Les dépenses 2015 intègrent le paiement de la première tranche à Eoxia pour la rénovation du site Internet.
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Le bilan 2015 est négatif. J. Jumel souligne que plusieurs inscriptions à Aussois 2016 seront encaissées en janvier 2016 contrairement à l’année 2015 pour laquelle les inscriptions à Aussois 2015 avaient été majoritairement encaissées fin 2014. Ainsi, une grosse partie des mouvements de trésorerie (dépenses mais aussi recettes d’un Aussois) étant centrée sur janvier, l'état des comptes au 1
er janvier permet difficilement
d'analyser la situation de l'association sauf à traiter le bilan d’Aussois à part. Après des éditions sur des thématiques d’ouverture, les éditions de 2017 et 2018, prévues sur des thématiques dans le canal historique, plus classique, de Mécamat et susceptibles de réunir au moins 150 personnes, devraient éviter que cette diminution de trésorerie ne perdure. Il est par ailleurs rappelé que la situation financière de Mécamat n’est pas inquiétante, l’association disposant d’une réserve qui permettrait d’éponger un Aussois totalement déficitaire. H. Trumel engage à ne pas hésiter à demander le soutien de Mécamat pour organiser des manifestations. De même, les GT peuvent prétendre à des subventions. Elles seront accordées aussi longtemps que la trésorerie le permettra. En 2016, une subvention de 500 € est prévue pour le Symposium franco-américain ICACM 2016 organisée par S. Bouvier à Compiègne (http://icacm2016.rbv.utc.fr). H. Trumel rappelle également que l’association s’est engagée pour une subvention de 5000 € à répartir pour Matériaux 2018.
VOTE DU QUITUS MORAL ET FINANCIER Quitus est donné au Conseil d’Administration par l’Assemblée Générale à l’unanimité des membres présents ou représentés.
VOTE DES TARIFS D’ADHESION 2017 Les adhésions doivent compenser les dépenses de fonctionnement. Comme c’est encore le cas, un maintien des tarifs est proposé à l’Assemblée Générale. Il est voté à l’unanimité des membres présents ou représentés. Les tarifs pour 2017 seront ainsi les suivants : Etudiant : 15 €, Membre actif sénior : 35 €.
QUESTIONS DIVERSES Aucune question n’est posée par les participants à l’Assemblée Générale.
ÉLECTIONS POUR LE RENOUVELLEMENT DU CA PAR TIERS Comme chaque année, un tiers des membres du Conseil d’Administration achève son mandat. • Les membres sortants rééligibles sont : Véronique AUBIN, Laurent CANGEMI, Sylvie CASTAGNET, Jean-Marc CLOUE, François CURTIT, Laurent STAINIER, Hervé TRUMEL. • Les candidats déclarés sont : Laurent CANGEMI, Sophie DARTOIS, Justin DIRRENBERGER, Olga SMERDOVA, Laurent STAINIER, Charles TOULEMONDE, Hervé TRUMEL. 101 votes ont été exprimés. Aucun bulletin nul n’est enregistré. Ont été élus : Laurent CANGEMI, Sophie DARTOIS, Justin DIRRENBERGER, Olga SMERDOVA, Laurent STAINIER, Charles TOULEMONDE, Hervé TRUMEL.
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H. Trumel adresse au nom de toute la communauté ses sincères remerciements aux membres sortants du CA : - V. Aubin qui a assuré simultanément la Vice-présidence de l’association et la responsabilité des GT et de la liste de diffusion, - S. Castagnet qui a pris en charge le secrétariat pendant 6 ans jusqu’en 2013 et a toujours joué un rôle moteur au sein des CA, - J.M. Cloué et F. Curtit pour l’éclairage industriel apporté aux débats pendant leurs nombreuses années au CA. Enfin, l’Assemblée félicite les nouveaux élus. L’ordre du jour étant épuisé, la séance est levée à 23h30. La Secrétaire, Le Trésorier, Le Président, C. Nadot-Martin J. Jumel H. Trumel
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Compte rendu du Conseil d’Administration de Mécamat du 28 Avril 2016 à l’Université Pierre et Marie Curie, Paris
Présents : Benoit Appolaire, Olivier Arnould, Laurent Cangémi, Sophie Dartois, Olivier Hubert, Julien Jumel, Arnaud Longuet, Carole Nadot-Martin, Olga Smerdova, Laurent Stainier, Hervé Trumel. Invités au titre de l’organisation d’Aussois 2017 : Sylvie Castagnet, Yves Nadot. Invité au titre de l’organisation d’Aussois 2018 : François Willot. Excusés : Pierre-Olivier Bouchard, Renald Brenner, Justin Dirrenberger, Yann Marco, Yann Monerie, Ida Raoult, Charles Toulemonde, Pierre-Guy Vincent.
Ordre du jour : 1) Brève présentation de MECAMAT et de son fonctionnement pour les nouveaux entrants au CA. 2) Élection du bureau (nouvelle vice-présidence, responsable manifestation, responsable des GT, responsable de la liste de diffusion). 3) Colloques Nationaux d'Aussois : bilan 2016, projets 2017, 2018, 2019 et proposition de feuille de route pour les organisateurs. 4) Relations avec les autres sociétés savantes : AFM (bref compte-rendu du dernier CA),
FFM (Matériaux 2018)... 5) Communication (rénovation du site WEB, nouveau logo). 6) Trésorerie (bilan des demandes de subvention, situation bancaire). 7) Questions diverses.
Hervé Trumel ouvre la séance à 14H.
1) BREVE PRESENTATION DE MECAMAT ET DE SON FONCTIONNEMENT Laurent Cangémi, Sophie Dartois, Justin Dirrenberger, Olga Smerdova, Laurent Stainier, Charles Toulemonde, Hervé Trumel sont les membres du CA nouvellement élus ou ré-élus lors de l'Assemblée Générale du 20 janvier 2016. Le nouveau CA accueille quatre nouveaux membres, Sophie Dartois (UPMC, Paris), Justin Dirrenberger (PIMM, Paris), Olga Smerdova (Institut Pprime, Poitiers), Charles Toulemonde (EDF, Les Renardières). Hervé Trumel invite à un tour de table permettant à chacun des membres du CA de se présenter. Hervé Trumel présente l’association et son fonctionnement pour les nouveaux élus. Il rappelle qu’avant les années 80, les deux communautés de mécanique (mathématique) et de science des matériaux (métallurgie) coexistaient sans se parler. Le GRECO « Grandes Déformations » a vu le jour et a montré l’intérêt des échanges entre ces deux communautés pour aboutir à un équilibre à travers le thème des lois de comportement à bases physiques. MECAMAT, groupe français de MECAnique des MATériaux est né en 1987 dans le prolongement du GRECO. Ses objectifs sont les suivants :
favoriser les échanges entre mécaniciens, physiciens et numériciens,
favoriser les échanges entre universitaires et industriels (ces derniers étant majoritairement étatiques),
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élargir à toutes les gammes de matériaux,
favoriser les échanges entre sociétés savantes. H. Trumel insiste sur ce qu’il entend être « l’esprit Mécamat » : être au service de la communauté. Cela implique :
des manifestations ouvertes au plus grand nombre (adhérents et non adhérents), en particulier aux jeunes,
la nécessité de maîtriser les coûts, c’est à dire rester dans le forfait journalier pour les manifestations,
un tarif d’adhésion très modique (35 €) destiné à faire fonctionner le CA,
des outils libres d’accès : site WEB, gazette, liste de diffusion,
des Colloques Nationaux annuels à Aussois. Mécamat fonctionne avec deux réunions annuelles du Conseil d’Administration composé de 19 membres élus et une Assemblée Générale ordinaire annuelle qui se tient durant le Colloque National.
2) ELECTION DU BUREAU La composition du bureau et les responsables des différentes commissions pour l’année 2015 ont été les suivants : Bureau : Hervé Trumel Président, Laurent Cangémi Vice-président (industriel), Véronique. Aubin Vice-président (universitaire), Julien Jumel Trésorier, Carole Nadot-Martin Secrétaire. Commissions : Renard Brenner Manifestations, Véronique Aubin Groupes de Travail, Yann Marco Gazette, Olivier Arnould Site WEB, Véronique Aubin Liste de diffusion. Hervé Trumel adresse au nom des membres du CA ses plus sincères remerciements à Véronique Aubin, membre sortant, qui a assuré la responsabilité simultanée de la vice-présidence « universitaire », des GT et de la liste de diffusion pendant de nombreuses années. De même, il remercie chaleureusement Renald Brenner pour avoir assumé si brillamment celle des manifestations. Ces quatre postes essentiels au fonctionnement de l’association sont donc vacants. Les candidats déclarés sont : Laurent Stainier pour la vice-présidence « universitaire » et les manifestations, Yann Marco pour les GT, et enfin Olivier Arnould pour la liste de diffusion pour une durée temporaire de trois à six mois (un an maximum). Le CA procède au vote poste par poste. Chacun des candidats déclarés est élu à l’unanimité des membres présents. Les autres membres du bureau souhaitant poursuivre leurs fonctions, les membres du bureau et responsables de commissions pour l’année 2016 sont les suivants : Bureau : Hervé Trumel Président, Laurent Cangémi Vice-président (industriel), Laurent Stainier Vice-président (universitaire), Julien Jumel Trésorier, Carole Nadot-Martin Secrétaire.
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Commissions : Laurent Stainier Manifestations, Yann Marco Groupes de Travail, Yann Marco Gazette, Olivier Arnould Site WEB, Olivier Arnould Liste de diffusion. Carole Nadot-Martin informe qu’il s’agit de sa dernière année en tant que secrétaire. Ce poste sera donc vacant en mars 2017. Hervé Trumel suggère de réfléchir d’ores et déjà à la succession afin de pouvoir envisager une période de recouvrement.
3) COLLOQUES NATIONAUX D’AUSSOIS
Organisation d’un Colloque National : feuille de route Avant d’aborder le bilan de l’édition 2016 et l’état d’avancement des éditions 2017 et 2018, Hervé Trumel présente les étapes essentielles qui jalonnent l’organisation d’un Aussois. Les slides projetés en CA sont reportés ci-dessous et téléchargeables depuis le site internet de l’association pour servir de guide aux futurs organisateurs.
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Hervé Trumel insiste sur la nécessité d’ouvrir le site WEB du colloque juste après le CA de septembre afin de pouvoir estimer le plus rapidement possible le nombre de participants, cette première estimation étant attendue par le Centre Paul Langevin fin octobre. Mi-novembre les inscriptions doivent être clôturées. L’ouverture du site des deux dernières éditions a été trop tardive générant des dérives dans le calendrier. De manière plus large, Hervé Trumel incite les organisateurs à renforcer leur communication avec le Directeur du centre afin de le tenir étroitement informé de l’évolution du nombre de participants.
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Sylvie Castagnet pose la question du nombre de personnes pouvant être logées au Centre Paul Langevin. Olivier Hubert précise qu’au-delà de 120 personnes, les gens sont logés à l’extérieur. Laurent Stainier souligne une évolution culturelle des participants qui, de plus en plus, jugent les chambres doubles inconfortables. Le Directeur du Centre Paul Langevin réfléchit à l’augmentation du nombre de chambres simples pour répondre à cette évolution. Hervé Trumel constate que les orateurs ont par ailleurs de plus en plus de difficultés à accepter de payer les frais d’inscription. Il engage les organisateurs à la plus grande clarté sur ce point essentiel pour conserver des tarifs accessibles au plus grand nombre dans « l’esprit Mécamat ». Il suggère de rappeler aux orateurs que les frais d’inscription rentrent dans leur forfait ce qui majoritairement adoucit leur réaction. Hervé Trumel évoque la difficulté d’obtenir les papiers de la part des orateurs. Il s’agit d’un problème récurrent depuis quelques années qui s’explique partiellement par leur caractère non valorisable au CNU. Il soumet au débat trois idées : publication internationale, special issue dans une bonne revue, série de livres (par exemple ISTE). Une discussion animée s’installe. La dernière idée est jugée la plus intéressante des trois mais ambitieuse. De manière générale les membres du CA s’accordent sur le fait que les gens préfèrent consacrer du temps à une publication de rang A et qu’une publication, quelle qu’elle soit, n’a pas de valeur lorsqu’elle est adossée à une conférence. Laurent Stainier souligne qu’il n’est plus demandé aux invités dans les grandes conférences internationales de faire des papiers pour ces mêmes raisons. Yves Nadot émet alors l’idée de demander les slides de manière systématique. Hervé Trumel précise que beaucoup ne le souhaitent pas et que c’est leur droit. Enfin, Laurent Stainier évoque la solution de dématérialiser les articles pour les rendre plus visibles des adhérents. Selon Olivier Hubert rédiger un papier dans les actes d’Aussois relève de « l’esprit
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Mécamat ». Pour lui, il est essentiel que les organisateurs continuent à demander les papiers. Si on ne demande pas on n’aura pas. Le CA engage les organisateurs de l’édition 2017 consacrée à une thématique au cœur de Mécamat d’insister auprès des orateurs. La discussion sera remise à l’ordre du jour en 2017 en cas de non amélioration du nombre de papiers reçus.
Bilan d’Aussois 2016 L’édition 2016 du Colloque d’Aussois s’est déroulée du 18 au 20 janvier 2016 et portait le titre « Mécanique pour le vivant. Identification et modélisation du comportement des tissus biologiques humains et animaux. Avancées et perspectives ». L’équipe organisatrice était composée de Valérie Deplano (IRPHE, Marseille), Jean-François Ganghoffer (LEMTA, Université de Lorraine, Nancy) et David Mitton (IFSTTAR-UCBL, Lyon). Le secrétariat a été assuré par Dalida Simonigh (LEMTA, Université de Lorraine, Nancy). Hervé Trumel présente un court bilan de cette édition 2016. Le périmètre scientifique était structuré autour de 3 grands thèmes : - Caractérisation des tissus biologiques, - Endommagement et rupture, - Croissance et remodelage. L’exposé de synthèse a été réalisé par Patrick Chabrand (Institut des Sciences du Mouvement, Marseille). Les actes ont été diffusés aux inscrits sous forme électronique (clé USB). Le Colloque a regroupé 96 participants dont 1% d’industriels, 21% de doctorants et 78% d’universitaires issus de l’ensemble du territoire français. La proportion d’industriels est la plus basse jamais enregistrée depuis dix ans, ce qui n’est pas surprenant étant donné la thématique traitée. Comme en 2015, le nombre d’étudiants est resté modéré. Hervé Trumel rappelle que les Colloques ne sont pas exclusivement réservés aux doctorants de la thématique abordée. Cinquante places sont offertes avec un tarif préférentiel aux doctorants accompagnés et il n’y a pas de restriction de nombre (dans la limite des places disponibles) au plein tarif. Le nombre de posters est toutefois limité à cinquante sans contrainte thématique. Les organisateurs avaient fait le choix d’un système d’inscriptions en ligne qui a occasionné quelques difficultés pour le suivi des paiements (inscriptions sans bon de commande). Hervé Trumel suggère de ne plus procéder en ligne pour les inscriptions. Le bilan financier pour 87 personnes payantes présente un solde positif actuel de 699,63€ et potentiel de 1609,63€ sous réserve d’encaissement d’une dernière inscription et de la subvention initialement prévue de la part de l’AFM. 2 personnes ont été invitées (dont l’orateur de l’exposé de synthèse) et 4 ont été défrayées de leur déplacement (orateurs des cours et de l’exposé du soir, un organisateur). Le bénéfice en dépit de la diminution du nombre de participants résulte notamment du faible nombre de doctorants accompagnés (14), des subventions octroyées par la Société de Biomécanique, le GDR MECABIO et l’AFM (à venir) ainsi que du support des laboratoires organisateurs.
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Hervé Trumel renouvelle ses félicitations aux organisateurs pour ce qui est du contenu scientifique du Colloque très apprécié des participants.
Projet pour 2017 Le prochain Colloque aura lieu du 23 au 27 janvier 2017. L’équipe organisatrice est composée de Jean-Yves Buffière (MATEIS, INSA Lyon), Franck Morel (LAMPA, ENSAM Angers), Ida Raoult (PSA), Sylvie Castagnet et Yves Nadot (Pprime, ENSMA Poitiers). Le secrétariat sera assuré par Karine Lombard (Pprime, ENSMA Poitiers). Le titre proposé est « Fatigue des structures et des matériaux ». Hervé Trumel invite Yves Nadot à rappeler le programme présenté en AG. Les organisateurs proposent un découpage alternatif à celui des autres conférences sur le sujet en partant de la problématique du dimensionnement en fatigue des structures et des outils qui y sont adossés pour aller vers les approches « amont » sur le matériau destinées à faire progresser ces outils. Dans ce découpage, les aspects « concepts probabilistes, procédés, température, environnement, gigacyclique, contact » ne feront pas l’objet de sessions particulières mais seront plutôt ventilés sur les différentes sessions. Le Colloque se veut aussi multi-matériaux (métaux mais aussi composites, polymères, élastomères) avec là encore une ventilation sur toutes les sessions. Contrairement au découpage classique de la première journée, 4 cours sont proposés, 2 cours de 2 heures le matin et 2 cours d’1 heure en fin d’après-midi : 1. Dimensionnement en fatigue des structures : hétérogénéité des contraintes – chargement multiaxial chargement d’amplitude variable 2. Fissuration par fatigue, aspects multiaxiaux : mécanismes et modélisation 3. Approche fiabiliste en fatigue : amorcage et propagation 4. Caractérisation et modélisation des mécanismes d’amorçage dans les polycristaux Le premier cours ne sera pas adossé à une classe de matériaux particulière et mettra l’accent sur les approches par critère de fatigue d’un point de vue très général. Les trois autres cours, dont un sera donné par un intervenant industriel (CEA), seront plutôt orientés vers les matériaux métalliques. Il sera ainsi demandé aux premiers orateurs des sessions traitant des matériaux non métalliques (élastomères par exemple) d’introduire les spécificités dans le contexte de la fatigue des classes de matériaux abordées. De même les approches
Dépenses
Facture CAES 42685.27
Transport 654.1
Déplacements (3 cours, synthèse, soir, invité, organisateurs) 1600.9
Hébergement et Inscriptions des invités 1185.25
Papéterie 400.21
Secrétariat 1000
Remboursement avance IRPHE (à réaliser après validation CA) 400.79
Total 47926.52
Recettes
Inscriptions encaissées 45840
Inscription à encaisser 410
Subvention GDR Mécabio 1335.36
Subvention Société de Biomécanique 1050
Subvention AFM (à percevoir) 500
Avance Equipe Biomécanique d'IRPHE 400.79
Total actuel 48626.15
Total attendu (avec inscription et AFM à encaisser) 49536.15
Solde actuel 699.63
Solde attendu (avec inscription et AFM à encaisser) 1609.63
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incrémentales pour estimer les durées de vie à l’amorcage, non traitées dans les cours, seront introduites dans les sessions. 5 sessions sont proposées, la première étant ventilée sur deux demi-journées (mardi matin et vendredi matin) : - Session 1-a : Dimensionnement en fatigue des structures - Session 2 : Tolérance au dommage - Session 3 : Effets de gradient / volume - Session 4 : Approches « matériau » : mécanismes - Session 5 : Approches « matériau » : calculs de microstructure - Session 1-b : Dimensionnement des structures – amplitude variable La première session s’appuiera sur des exemples industriels issus des secteurs des transports terrestres et aéronautiques (ex. : PSA, Onera) pour introduire les problématiques sous-jacentes au dimensionnement en fatigue des structures principalement sous chargement d’amplitude constante. Un exposé sera aussi consacré à une application dans le secteur naval (DCNS). La session abordera différentes classes de matériaux (élastomères renforcés ou non, composites à matrice organique, thermoplastiques renforcés par des fibres courtes…) et même les assemblages soudés (contexte naval). La seconde session (mercredi matin) débutera par les enjeux de certification dans le secteur aéronautique pour le dimensionnement en tolérance au dommage des aubes de turbine (Snecma-Safran). Puis, la fissuration sera abordée à haute température d’une part, pour des chargements complexes dans l’espace d’autre part, avant de terminer sur les effets d’environnement (fragilisation par l’hydrogène). Les exposés mixeront les aspects expérimentaux et de modélisation. Un exposé sur la prise en compte des effets de gradient dans les critères de fatigue multiaxiaux ouvrira la troisième session (mercredi après-midi). Les effets de gradient induits par la microstructure et les traitements de surface dans les composants forgés et grenaillés seront ensuite abordés et la journée s’achèvera sur la prise en compte des hétérogénéités de contraintes dans un critère de fatigue-fretting. La journée du jeudi sera exclusivement consacrée aux approches de type « matériau ». De nature expérimentale le matin avec des outils de caractérisation et d’observation variés, elles permettront d’identifier les mécanismes d’amorçage et/ou de propagation des fissures de fatigue dans différentes classes de matériaux (alliages nouvelle génération, composites à matrice organique tissés, élastomères, composites renforcés fibres courtes) et différentes conditions de température et d’environnement. Un exposé dédié à la fatigue gigacyclique clôturera la matinée. Deux des exposés seront effectués par des industriels (Constellium et Solvay). La soirée sera consacrée aux avancées et apports du calcul de microstructure pour la compréhension et la modélisation des mécanismes d’amorçage et de propagation. Enfin, la matinée du vendredi constituera la deuxième partie de la session n°1 consacrée au dimensionnement des structures en mettant cette fois le focus sur les chargements d’amplitude variable. Les difficultés d’analyse des spectres de chargements réels pour un dimensionnement fiabiliste seront tout d’abord illustrées au travers d’un exemple industriel (Volvo) avant d’aborder leur représentation et prise en compte dans les modèles de fatigue. L’exposé du mardi soir, réalisé par Marco Delbo (Observatoire de la Côte d’Azur, Université de Nice-Sophia Antipolis), sera consacré au vieillissement par cyclage thermique des minéraux à la surface des comètes. Enfin, il est proposé de confier la synthèse du Colloque à Georges Cailletaud (Centre des Matériaux, Mines Paristech). Le programme est jugé très intéressant par les membres du CA. Olivier Hubert et Arnaud Longuet soulignent l’originalité, mais aussi le risque, de la progression proposée allant du dimensionnement des structures vers le matériau (mécanismes). Bien que très motivante, une telle approche peut en effet conduire à des redondances. Laurent Stainier engage les organisateurs à bien cadrer le cahier des charges des orateurs pour les éviter. Il est ensuite suggéré que soit modifié le titre de la deuxième session dont deux exposés sont dédiés à la fissuration. Olivier Hubert souligne que les aspects relatifs à la modélisation du comportement nécessaire à minima en amont d’une approche de dimensionnement en fatigue n’apparaissent pas assez clairement dans la maquette actuelle (à quelques intitulés d’exposés près). Un moyen d’y remédier serait d’introduire un cours sur le sujet où pourraient par ailleurs figurer les notions de transition d’échelles éventuellement nécessaires. Arnaud Longuet invite aussi les organisateurs à bien clarifier ce qu’ils appellent « approches incrémentales ».
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Plus généralement, il est suggéré d’éviter l’adjectif « incrémentales » pour qualifier les approches non fondées sur l’utilisation d’un critère de fatigue. Une autre remarque concerne l’absence apparente des verrous liés à l’implémentation des modèles. Enfin, une question porte sur la notion d’anisotropie. Yves Nadot précise que cet aspect est ventilé sur différentes présentations, par exemple celles consacrées à la tenue en fatigue des thermoplastiques renforcés pour lesquels la prise en compte de la distribution d’orientation des fibres due au procédé d’injection est essentielle à une estimation correcte de la durée de vie. Carole Nadot-Martin suggère la présence d’un exposé traitant des travaux récents dédiés à l’application de critères de fatigue à l’échelle locale des grains d’un polycristal (émanant de l’I2M par exemple). Enfin, Arnaud Longuet signale que deux orateurs sont issus de la même ville alors que certaines régions ne sont pas représentées (Sud et Est de la France). Sylvie Castagnet propose d’envoyer avant l’été aux membres du CA une nouvelle maquette tenant compte des remarques formulées. Un retour sur l’accord des orateurs et le budget global devront être présentés pour validation au CA de septembre 2016.
Editions 2018 et 2019
Conformément aux décisions prises en 2015, l’édition 2018 portera sur le thème des « Matériaux numériques ». Initialement proposé pour 2017 lors de l’AG 2015, ce thème a finalement été reporté d’un an pour des raisons de phasage avec les prochaines Journées Matériaux Numériques (JMatNum) prévues en février 2017. François Willot, invité au CA à cet effet, présente les grandes lignes du projet. L’équipe organisatrice, susceptible d’évoluer, serait composée de Renald Brenner (UPMC, Paris), Marc Bernacki (Mines Paris-Tech, SF2M), Yann Monerie (LMGC, Montpellier), David Piot (Ecole des Mines de Saint-Etienne), Loic Signor (Pprime, ENSMA Poitiers) et François Willot (CMM, Paris). L’objectif est d’aborder toutes les étapes nécessaires pour aller de l’image au comportement mécanique. Les thèmes pressentis seraient donc les suivants : - Acquisition de données microstructurales : formation de l'image, tomographie, CT, (porosimétrie) - Extraction des caractéristiques morphologiques : transformations morphologiques et mesures, segmentation 3D - Génération : processus aléatoires, géométrie computationnelle, structures probabilistes - Comportements mécaniques : solides, fluides, couplages. Réduction de modèles, homogénéisation numérique - Analyses paramétriques : propagation d’incertitudes, stochastique, microstructures évolutives, méthodes inverses Le contenu proposé est accueilli favorablement par les membres du CA. La seule remarque concerne la taille de l’équipe organisatrice jugée trop importante. Carole Nadot-Martin précise que Loic Signor épaule pour Mécamat Yann Monerie dans l’animation du nouveau GT « Matériau numérique » mais qu’à priori il ne participera pas à l’organisation du Colloque. La suite de la discussion concerne l’édition 2019. Hervé Trumel rappelle que deux propositions avaient été soumises au CA de Mécamat en 2015 pour l’édition 2017. La première, portée par Arnaud Longuet (Snecma, Villaroche), Lionel Marcin (SafranTech), Pierre-Olivier Bouchard (CEMF, Sophia Antipolis), Matthieu Mazière (Mines ParisTech) portait sur le thème de la rupture (mécanismes et modélisation face aux applications industrielles) et la seconde portait sur celui de la fatigue des matériaux et des structures. Les deux projets avaient été présentés au CA de septembre 2015 par leurs porteurs respectifs. Ils étaient apparus excellents et il avait été extrêmement difficile pour les membres du CA de les départager. Hervé Trumel endosse la
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responsabilité du manque d’anticipation ayant conduit à devoir faire un choix après avoir demandé des présentations orales des deux projets. Il s’excuse auprès des porteurs du projet non retenu et réitère son souhait de le voir se concrétiser en 2019. Pierre-Olivier Bouchard accepte la proposition mais Arnaud Longuet préfère ne pas se prononcer ne sachant pas quelle sera sa situation professionnelle chez Snecma dans trois ans.
4) RELATIONS AVEC LES AUTRES SOCIETES SAVANTES
AFM (Association Française de Mécanique) – CFM 2017 Mécamat est affiliée à l’AFM en tant que personne morale et constitue l’un de ses Groupes Scientifiques et Techniques (GST). A ce titre, l’association dispose d’un siège au CA de l’AFM qui se réunit trois fois par an. Hervé Trumel rappelle que la vie de Mécamat est indépendante de la direction de l’AFM. Des décisions ont été votées lors de l’AG 2013 dans ce sens, avec notamment le refus d’une mutualisation des adhésions. L’AFM a acté cette ligne de conduite par ailleurs adoptée par la plupart des associations-GST (AMAC, AUGC, SFA,…). Les adhésions à l’AFM et à Mécamat sont donc indépendantes et il n’y a aucun lien financier entre les deux sociétés savantes. Depuis mi 2013, les relations avec l’AFM se sont pacifiées et le fonctionnement est devenu constructif. La dernière AG de l’AFM a eu lieu le 13 avril 2016. Eric Arquis (Directeur de l’I2M, Bordeaux) a été élu Président. Il souhaite que l’AFM ait davantage une coloration "matériaux" et se dit favorable à un rapprochement avec la SF2M et Mécamat. Ce point sera probablement discuté au prochain CA de l’AFM le 7 juillet 2016. Une discussion s’installe au sein du CA sur les risques de doublon que représente pour la communauté une telle évolution de l’AFM. Arnaud Longuet suggère de faire part des craintes de Mécamat à l’AFM et d’engager une discussion avec Eric Arquis pour mieux cerner ses intentions. L’AFM organise le Congrès Français de Mécanique (CFM) tous les deux ans. La prochaine édition aura lieu à Lille du 28 août au 1er septembre 2017. Ce congrès regroupe autour de 1500 participants et bénéficie d’une bonne exposition. Le comité d’organisation de l’édition 2017 a fait un appel à sessions. Hervé Trumel a envoyé un mail général aux membres du CA et Renald Brenner un autre aux responsables des GT de l’association. Seulement deux réponses ont pour l’instant été reçues émanant du GT « Physique et mécanique de l’endommagement et de la rupture » et du GT « Matériau numérique ». Hervé Trumel invite les animateurs des autres GT et plus généralement les membres du CA Mécamat à faire des propositions. Il se chargera avec Yann Marco, nouveau responsable des GT, de faire avancer la réflexion.
FFM (Fédération Française des Matériaux) – Conférence Matériaux 2018 La Fédération Française des Matériaux (FFM), présidée par Olivier Isnard et André Ayral, est un regroupement de 28 sociétés savantes dont Mécamat représentée par Olivier Hubert. La 5
eme édition de la Conférence
Matériaux, manifestation quadriennale de grande envergure organisée sous l’égide de la FFM, aura lieu du 18 au 23 novembre 2018. Comme toutes les sociétés savantes, Mécamat a récemment été sollicitée pour une convention de collaboration. En cas de bénéfice de la conférence, les sociétés sont remboursées au prorata de leur mise. En rappelant la faillite de la SFC, Hervé Trumel évoque la nécessité de faire attention à la santé financière de la structure organisatrice avant de s’engager. Mécamat a signée une convention de collaboration de niveau II le 12 novembre 2015 pour un engagement financier de 5000 euros, montant analogue à celui engagé pour l’édition 2014. La FFM s’est réunie le 16 janvier 2016 pour choisir la ville organisatrice de l’édition 2018. Parmi les trois villes candidates, Marseille, Nancy et Strasbourg dont les dossiers ont tous été jugés de très bonne qualité, Strasbourg a été retenue. Dix à quinze colloques sont prévus dans le programme scientifique. Mécamat a en charge le colloque « Comportements Mécaniques » dont Renald Brenner était responsable en 2014 et qui comportait huit sous-thèmes fortement adossés au GT de l’association. H. Trumel renouvelle l’appel à candidatures officiellement lancé lors de l’AG 2016 et invite les membres du CA à le diffuser dans leur entourage. Un responsable pour le colloque « Comportements Mécaniques » devra être identifié d’ici fin 2016. Ce point sera rediscuté au prochain CA de l’association en septembre 2016.
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5) COMMUNICATION : SITE WEB ET LOGO Hervé Trumel passe la parole à Olivier Arnould pour un point d’avancement sur la refonte du site WEB et le logo de l’association.
Evolution du site WEB, (www.mecamat.asso.fr)
La modernisation du site WEB en vue de le rendre plus attractif a été confiée à une entreprise spécialisée (Eoxia Montpellier) suite au CA de septembre 2015. Le site a été complètement refondu au format WordPress (à l'image de la page du GT « Polymères »). Ce format permet : - un design plus moderne et une utilisation plus souple que l’ancien format HTML, l'administration du site pouvant être réalisée à partir d'un navigateur (au lieu d’un transfert ftp vers le serveur hôte du site) ; - une gestion individuelle des pages de chaque GT par leur(s) responsable(s) respectif(s) via un accès par mot de passe ; - un calendrier dynamique plus ergonomique pour l’actualité des conférences ; - un archivage des annonces de soutenances de thèse/HDR et des offres de stages/thèses/post-doc/emplois compilées manuellement à partir des annonces déposées sur la liste de diffusion ; - une optimisation pour un affichage « mobile » (smartphone, tablette). Olivier Arnould réalise une démonstration en affichant la page d’accueil du nouveau site (en cours d’élaboration). On y retrouve l’agenda dynamique des conférences, un texte de présentation court de l'association avec des illustrations, un fil d'actualités contenant la mise en ligne de nouvelles infos (sur les GT par exemple) et enfin un bandeau dynamique comportant les thèmes suivants : - Association - Adhésion - Groupes de Travail - Colloques - Annonces - Liens avec des sous-thèmes, par exemple dans « Association » on retrouvera : - Présentation - Statut de l'association - Liste de diffusion - Conseil d'Administration - Bureau - Correspondants - Comptes rendus Les membres du CA accueillent très favorablement les travaux de rénovation effectués et actent leur poursuite avec un objectif de mise en ligne d’ici la rentrée 2016.
Nouveau logo
L’entreprise Eoxia a aussi été sollicitée pour rafraîchir le logo de l’association en parallèle de la refonte du site avec le cahier des charges suivant : - le MECA et le MAT doivent ressortir différemment en faisant si possible ressentir la mécanique et les matériaux, - la police de caractère peut évoluer pour être plus moderne, - l'identité visuelle doit être dans la continuité par rapport au logo actuel.
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Certains membres du CA se sont aussi prêtés à l’exercice conduisant à plusieurs propositions présentées lors de l’AG 2016. Depuis, les réflexions se sont poursuivies et les propositions restant en liste sont les suivantes :
Le choix définitif devra se faire avant la mise en ligne du site internet. Les membres du CA seront prochainement consultés à cet effet.
6) TRESORERIE (DEMANDES DE SUBVENTION, SITUATION BANCAIRE) Hervé Trumel rappelle que l’une des missions essentielles de Mécamat est de subventionner des conférences nationales ou internationales. L’association peut également subventionner les journées de ses GT. Toutes ces aides seront octroyées aussi longtemps que la trésorerie le permettra. Il est demandé en retour aux organisateurs de faire la publicité de Mécamat avec un lien vers le site internet et des formulaires d’adhésion sur place. Les subventions actées pour 2016 sont les suivantes : - 500 € pour ICACM 2016, symposium franco-américain sur invitation ayant lieu à Compiègne du 1
er au 3
juin 2016 (Salima Bouvier) ; - 2500 € pour la Conférence NUMIFORM 2016, organisée à Troyes du 4 au 7 juillet 2016 (Khémaïs Saanouni) ; - 500 € pour le GT « EcoMatériaux » pour l’organisation du Colloque "Fatigue et durabilité des composites biosourcés" à Besançon du 25 au 27 mai 2016 (Vincent Placet) ; - 1000 € pour le GT « Polymères », (particulièrement actif avec deux manifestations en 2016), pour la journée organisée à Paris le 10 mars 2016 (Julie Diani). Hervé Trumel signale que de simples parrainages, sans subvention, sont aussi possibles. Ce fut le cas pour la Conférence EMI ayant eu lieu à Metz du 25 au 27 janvier 2016 (Mahdia Hattab). Hervé Trumel rappelle que l’association dispose d’environ 100 k€ à la banque, ce qui permettrait de compenser deux Aussois déficitaires. Le montant correspondant à une édition suffirait. C’est pour cela que l’association s’est permis de continuer à subventionner des manifestations en 2016 et d’investir pour la rénovation du site WEB malgré la diminution de trésorerie observée en 2015. Hervé Trumel informe que les SICAV dont dispose l’association depuis douze ans coutent désormais autour de 100 € par an. Une solution sans risque ni rendement pourrait être de les remplacer par des obligations. Arnaud Longuet s’interroge sur l’existence d’autres solutions éventuellement plus souples. La banque a fait des propositions qu’il conviendra d’étudier. Les membres du CA seront consultés prochainement à cet effet.
7) QUESTIONS DIVERSES Aucune question n’est posée par les membres du CA. La prochaine séance du Conseil d’Administration est fixée au Jeudi 29 septembre 2016. L’ordre du jour étant épuisé, la séance est levée à 17H10. La Secrétaire, Le Trésorier, Le Président C. Nadot-Martin J. Jumel H. Trumel
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Liste des membres du Conseil d’administration
MEMBRE ÉTABLISSEMENT TÉLÉPHONE COURRIEL
APPOLAIRE Benoit LEM, ONERA 01 46 73 41 23 [email protected]
ARNOULD Olivier LMGC, Université de Montpellier
04 67 14 96 50 [email protected]
BOUCHARD Pierre-Olivier
CEMEF, Mines ParisTech 04 93 67 89 21 [email protected]
BRENNER Renald LPMTM, Université Paris XIII 01 49 40 34 68 [email protected]
CANGEMI Laurent IFP, Département Mécanique des Solides
01 47 52 66 94 [email protected]
DARTOIS Sophie Université Pierre et Marie Curie 01 44 27 87 03 [email protected]
DIRRENBERGER Justin Arts et Métiers-ParisTech 01 44 24 61 01 [email protected]
HUBERT Olivier LMT, Université Pierre et Marie Curie
01 47 40 22 24 [email protected]
JUMEL Julien I2M, Université Bordeaux 1 05 40 00 22 96 [email protected]
LONGUET Arnaud SNECMA 01 60 59 43 72 [email protected]
MARCO Yann IRDL, ENSTA Bretagne 02 98 34 89 11 [email protected]
MONERIE Yann LMGC, Université de Montpellier
04 67 14 96 29 [email protected]
NADOT-MARTIN Carole
P', ENSMA 05 49 49 82 26 [email protected]
RAOULT Ida PSA Peugeot Citroën 01 57 59 54 44 [email protected]
SMERDOVA Olga P', ENSMA 05 49 49 80 37 [email protected]
STAINIER Laurent GeM, Ecole Centrale de Nantes 02 40 37 25 86 [email protected]
TOULEMONDE Charles
EDF Les renardières 01 60 73 66 23 [email protected]
TRUMEL Hervé CEA, Le Ripault 02 47 34 44 12 [email protected]
VINCENT Pierre-Guy IRSN 04 42 19 97 28 [email protected]
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Les membres du bureau et les commissions
Le Bureau
Président Hervé TRUMEL 02 47 34 44 12 herve.trumel\\cea.fr
Vice-présidents
Laurent CANGEM 01 47 52 66 94 laurent.cangemi\\ifp.fr
Laurent STAINIER 02 40 37 25 86 laurent.stainier\\ec-nantes.fr
Secrétaire Carole NADOT-MARTIN 05 49 49 82 26 carole.nadot\\ensma.fr
Trésorier Julien JUMEL 05 40 00 22 96 julien.jumel\\u-bordeaux1.fr
Les Commissions
Groupes de travail Yann MARCO 02 98 34 89 11 [email protected]
Liste de diffusion Olivier ARNOULD 04 67 14 96 50 [email protected]
Site web Olivier ARNOULD 04 67 14 96 50 olivier.arnould\\umontpellier.fr
Gazette Yann MARCO 02 98 34 89 11 yann.marco\\ensta-bretagne.fr
Adresse postale : MECAMAT
LMT ENS, 61 Av. du Président Wilson 94230 Cachan Cedex
Liste de diffusion : [email protected] Internet : http://www.mecamat.asso.fr
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