Centres
Moyens sur le site de l'ENS Paris-Saclay
Le centre d'expérimentation et de développement s'étend sur une superficie d'environ 1500 m2. Il dispose d'un important parc d'équipements de caractérisation mécanique, physique et chimique sur des matériaux et des structures de dimension millimétrique à métrique.
Plateforme de sollicitations mono et multiaxiale
Machine triaxiale ASTREE
Le LMPS possède une machine triaxiale unique en France nommée ASTREE. Les possibilités offertes par ASTREE sont de pouvoir appliquer un chargement tridimensionnel sur une éprouvette ou une petite structure. ASTREE est le fruit d'une réflexion et d'un travail commun entre le LMPS et la société SCHENCK et a vu le jour au début des années 1990.
Le bâti d'ASTREE est constitué d'un soubassement fixe, de quatre colonnes verticales, de quatre traverses verticales mobiles et d'une traverse horizontale mobile. L'espace d'essai, délimité par les six vérins installés selon trois directions orthogonales, est de 650x650x1500 mm 3 . Les deux vérins verticaux montés respectivement sur le soubassement et sur la traverse mobile ont une capacité de ±250 kN et une course de 250 mm. Les quatre vérins horizontaux ont une capacité de ±100 kN et une course de 250 mm. Les tiges des vérins sont guidées par des paliers hydrostatiques dimensionnés pour supporter des efforts radiaux induits par les autres lignes de chargement au cours d'essai triaxial ou en cas de rupture de l'éprouvette. Une centrale hydraulique assure un débit total de 330 l/min.
La gestion de l'asservissement, assurée par une électronique numérique multifonctions Instron (2008), a été modernisé en 2018 pour profiter des performances des électroniques récentes. Les essais sur des éprouvettes en croix réalisés sur ASTREE sont systématiquement assistés par une mesure de champ de déplacements via des codes de stéréocorrélation développés en interne permettant la vérification des conditions de chargement de l'éprouvette (homogénéité, alignement) ou l'identification de propriétés locales.
Déménagement Astree
Machine multiaxiale Hexapode
L'équipement est constituée de 6 vérins électriques de capacité 25 kN, déplacement maxi de 345 mm, et une vitesse maximale de 275 mm/s. Des développements internes ont été faits pour assurer la rigidité du plateau et l'installation de la machine. Une cellule d'effort 6 axes de capacité 5 kN en effort axial selon chaque axe et 750 Nm de couple autour de chaque axe a été développée et validée.
L'objectif est de l'utiliser pour appliquer des trajets de chargement complexe, fortement non proportionnels, à des éprouvettes ou des petites structures.. Un effort particulier a été porté au développement des essais sur des matériaux quasifragiles, notamment, la proposition d'un nouveau protocole expérimental pour l'analyse de la propagation de fissures. Les conditions aux limites sont contrôlées en temps réel pour se conformer à un chemin de fissure prédéfini.
Machine mini ASTREE
Machines de traction-compression
Le laboratoire dispose de nombreux moyens d'essais de traction compression (2500 kN, 500 kN, 100 kN et 50 kN)
Appareils photos et caméras
Le Laboratoire possède un parc important de d'appareils photos et de caméras (environ 30 boitiers).
- deux caméras rapides Photron APX RS 3000
- deux spots de lumière froide Dedoccol
- une caméra thermique CEDIP JADE III MWIR (InSb)
Plateforme d'essais sur structure
Le LMPS est équipé d'une plateforme modulaire.
Le cadre d'utilisation de cette plate-forme est la réalisation d'essais mécaniques sur éléments de structures sous chargements multiaxiaux de type quasi-statique ou dynamique.
Elle permet de solliciter de façon représentative la partie critique d'une structure donnée.
La plateforme permet de tester, sous des sollicitations complexes des structures de formes et de rigidités diverses et d'intégrer les moyens de simulation de l'environnement (bacs, enceinte...) et des méthodes de mesures variées.
Plateforme d'analyse X
La plateforme est constituée de deux équipements de caractérisation par rayonnement X. Chacun de ces équipements est situé dans une salle spécifique répondant au besoin de l'installation. Cette plateforme répond à des besoins communs du laboratoire à savoir l'analyse de phase et de contraintes ainsi que la caractérisation en volume d'échantillons divers, à travers des manipulations classiques mais également sous sollicitations mécaniques, thermiques et magnétiques.
Plateforme d'expérimentation dynamique
Le laboratoire dispose de moyens de caractérisation du comportement dynamique sous chargement d'impact de type barres de Hopkinson.
Actuellement, 3 pistes de 10 m équipées d'un canon à air comprimé permettent de réaliser des essais de compression dynamiques. Les bancs d'essais permettent de lancer des projectiles à une vitesse de 50 m/s pour les masses faibles ou à 12 m/s pour les masses les plus importantes. Des barres de gros diamètre (60 mm) et de faible impédance (nylon) sont utilisées ainsi que des montages spéciaux pour permettre de réaliser des essais dynamiques non conventionnels : perforation de tissus composites, cisaillement d'assemblages rivetés, compression des matériaux cellulaires.
Cette plateforme expérimentale permet de caractériser le comportement et l'endommagement de différents matériaux (bétons, BHP, roches, céramiques, composites, mousses, ...).
Un effort particulier est porté au développement d'essais dynamiques originaux par la conception des montages adaptés au cas dynamique (cisaillement, flexion, cisaillement-compression combiné). Récemment, un montage de compression biaxiale via l'utilisation d'un unique projectile et de deux barres sortantes coaxiales (une par axe) a été également développé.
Plateforme de caractérisation
La plateforme est composée de deux salles, la salle physico-chimie et la salle de macroscopie du béton.
Salle Physico-Chimie
La recherche effectuée au sein de cette salle est centrée sur l'étude de la réactivité des liants minéraux et des propriétés physico-chimiques de leurs hydrates.La salle regroupe des moyens d'essais et de préparation d'échantillons.
Salle de macroscopie du béton
La salle de macroscopie du béton permet de réaliser des essais mécaniques et d'effectuer des mesures sur des matériaux cimentaires sous environnement contrôlé.
Cette salle est équipée d'une station de régulation de la température et de l'hygrométrie. Les équipements de cette salle permettent de réaliser :
- des essais de fluage uni-axial et bi-axial (un dispositif bi-axial et quatre dispositifs uni-axiaux) ;
- des mesures de retrait (un dispositif de mesures automatiques et quatre dispositifs de mesures manuelles)
- des mesures de prise (appareil de prise Vicat) ;
- des mesures de porosité (huit cellules) ;
- du stockage d'éprouvettes pour des essais au long terme.