OR1 : Approches multiéchelles de la déformation, de l’endommagement et de la rupture

Cette OR vise à comprendre, simuler et prévoir la réponse des matériaux en fatigue ou en conditions d'usage sévère. Les activités de l'OR reposent sur 3 enjeux :     
- reproduire en laboratoire les sollicitations vues par la structure, ce qui nécessite des développements adaptés pour des sollicitations particulières (fretting fatigue…) ou des structures de forme spécifique (fils et câbles)
- caractériser les mécanismes de plasticité et d'endommagement aux échelles pertinentes,     
- simuler la réponse mécanique par des approches multi-échelles construites sur mesure selon la catégorie de problèmes (fissuration, contact, endommagement diffus)    
Afin de développer des modèles de prédiction de la durabilité des structures concernées.
La fatigue, l'endommagement et la rupture des matériaux et des structures sont gouvernés par leurs hétérogénéités microstructurales, les défauts de surface ou de volume ainsi que les gradients de contrainte présents dans la structure. La compréhension des mécanismes nécessite une analyse fine de la microstructure, en lien avec le procédé d'élaboration, aux échelles pertinentes. Les études s'appuient alors sur des caractérisations à l'échelle du micromètre des propriétés. On peut citer à titre d’exemple, la mesure des contraintes résiduelles par découpe FIB, les essais mécaniques ou thermiques in situ dans le MEB ou le MET sur des échantillons prélevés au FIB, ainsi que la caractérisation de la microstructure en 2D ou 3D par microscopie ou tomographie.
La prédiction de la durée de vie en fatigue nécessite d'évaluer précisément le problème au voisinage du front de fissure et comment l'histoire du chargement (multiaxialité, variations d'amplitude) et les non-linéarités du comportement du matériau (plasticité, texture, écrouissage, procédé…) modifient la vitesse et la direction de propagation de la fissure ou son amorçage. Un modèle incrémental de propagation de fissure a été développé afin de faciliter son utilisation dans le dimensionnement des structures.
La plupart des études réalisées par l'OR sont en partenariat avec les industriels des transports, avec en particulier des interactions fortes avec Michelin dans le cadre du laboratoire commun SteeRLab ou Safran dans le cadre du projet Cognac.