Contexte

De nombreux travaux attestent du caractère hydrophile des matrices organiques employées pour fabriquer les matériaux composites. Il est donc crucial d’étudier le processus de diffusion de l’humidité au sein de ces matériaux puisqu’il conduit à la fois à une chute des propriétés mécaniques et à des efforts mécaniques internes importants. Ces fortes contraintes internes peuvent alors favoriser un endommagement du matériau se manifestant par la fissuration du matériau. De plus, la physique complexe du problème est soumise à des incertitudes importantes qui doivent être prise en compte. Le projet vise à mettre en relation des approches numériques novatrices et performantes pour étudier le couplage entre la diffusion de l’eau et l’endommagement, le tout, dans un cadre aléatoire.

Ruptures scientifiques et innovation

La diffusion de l’eau dans les composites est déjà largement étudiée par de nombreuses équipes de recherche qui s’accordent à dire que son impact est néfaste sur le matériau. Toutefois, si des résultats expérimentaux existent, on ne trouve pas de méthodes numériques performantes associées à des modèles pertinents qui permettent de prédire le comportement de la structure en service. Ce projet permettra des avancées sur le développement de ces modèles et méthodes. Par ailleurs, l’ensemble des outils proposés seront étendus au cadre aléatoire afin de prendre en compte les incertitudes sur les phénomènes physiques ou la géométrie et le chemin de propagation des fissures. De telles approches permettront de caractériser au sens probabiliste, sous forme de lois de probabilité ou d’information statistique, des quantités d’intérêt cruciales dans le dimensionnement des structures EMR. Elles permettront également de mieux comprendre le couplage entre la diffusion de l’eau et l’usure des composites.

Dates clés du projet

  • Octobre 2016 - Début du projet
  • Octobre 2017 - Rapport bibliographique et développement du modèle déterministe découplé
  • Octobre 2018 - Développement du modèle déterministe couplé et extension du modèle découplé au cadre aléatoire
  • Octobre 2019 - Développement du modèle stochastique couplé, mémoire de thèse et articles dans revues internationales

Démonstrateur

Développement d’outils numériques pour l’analyse de l’endommagement des matériaux composites utilisés dans les structures EMR.