Objectifs : Les assemblages collés et matériaux composites sont aujourd'hui largement utilisés dans de nombreux secteurs industriels. Leur principal atout vis-à-vis des solutions traditionnelles réside dans leurs hautes performances mécaniques spécifiques : ils allient résistance et rigidité mécanique élevée à une faible densité. Cependant leur comportement mécanique et, en particulier, leurs mécanismes d'endommagement restent difficiles à décrire et modéliser, notamment sous chargement complexe. Cette incertitude contraint les industriels à introduire des marges de sécurité importantes, ce qui limite les bénéfices attendus. Le développement de stratégies de dimensionnement plus robustes permettrait de réduire ces marges et d'exploiter pleinement le potentiel de ces matériaux et assemblages. La décohésion entre plis et couches est un type d'endommagement commun aux composites et collages. Ces défauts, qu'ils soient présents initialement ou qu'ils apparaissent en service, fragilisent la structure et nécessitent une surveillance attentive, notamment dans les secteurs du génie civil et de l'aéronautique. Sous l'effet des sollicitations mécaniques répétées et/ou stationnaires en service, des décohésions peuvent apparaître et se propager dans les zones de fortes concentrations de contraintes. Deux approches peuvent dès lors être proposées pour dimensionner les structures. La première consistant à prévenir l'apparition de toute décohésion (SAFE LIVE), la seconde consistant à contrôler la propagation des décohésions observées (DAMAGE TOLERANT). C'est dans cette deuxième situation que s'inscrit le présent projet. Il vise à développer des méthodes permettant de caractériser et modéliser les conditions de fissuration sous sollicitation complexes, en particulier, dans l'objectif d'établir des courbes maîtresses plus simples à manipuler en bureau d'étude, mais fondées sur des essais et stratégies de modélisation avancées.Ainsi, le projet proposé, mené en équipe, visera deux objectifs principaux auxquels la personne recrutée devra contribuer pour tout ou partie :
Objectif 1. Concevoir, mettre en place et valider une nouvelle architecture de dispositif expérimental simple, compact et peu coûteux permettant de multiplier rapidement les essais de propagation de fissuration dans des configurations variées notamment à rapport de mixité imposé. Des campagnes d'essai menées sur ce banc permettront de constituer une base de données utile pour l'établissement de courbes maîtresses analysées dans le second volet.
Objectif 2. Développer des modélisations physiques et numériques, permettant de relier le comportement local de l'interface à la réponse macroscopique en régime de fissuration, et d'extrapoler les courbes maîtresses aux conditions non testées expérimentalement. Le laboratoire a déjà établi un cadre de modélisation adaptée et appliquée / applicable à une grande variété de situations. Ce volet aura pour objet de poursuivre ces développements et structurer les développements existants et nouveaux.
Candidature :
Le candidat retenu devra démontrer une solide expérience dans le domaine de la mécanique des matériaux et des structures et une capacité de s'inscrire dans une démarche essai / calcul, c'est-à-dire apporter des compétences, connaissances et savoir-faire, tant sur la mise en place de chaîne de mesure et dispositifs d'essais mécaniques que sur la modélisation et l'analyse théorique et numérique de ces essais. La connaissance des techniques d'analyse et de caractérisation, en particulier celles liées aux polymères et aux composites, sera considérée comme un atout. Une familiarité pratique avec les concepts et outils analytiques utilisés pour étudier les phénomènes de rupture et/ou les matériaux composites est bienvenue. Dans le cadre des activités de modélisation, la capacité à manipuler les méthodes numériques pour la résolution de systèmes différentiels par différence finie sera utile.
Durée : 12 mois – minimum
Expérience : diplôme d'ingénieur – master recherche minimum / thèse
Lieu : Institut de Recherche Dupuy de Lôme (IRDL UMR CNRS 6027)
Contact : Yannick Argouarc'h, yannick.argouarc_h@ensta.fr ; Julien JUMEL, julien.jumel@ensta.fr
Financement : AAP Prématuration IP Paris – Acquis / rémunération : Selon expérience et grille de rémunération ENSTA
Candidature : CV + lettre de recommandation, relevés de notes si diplomation récente.
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