OR3 : Comportement dynamique et multiphysique des matériaux

L’objectif des travaux au sein de l’OR « Comportement dynamique et multiphysique des matériaux » est la mesure, la compréhension et la modélisation du comportement des matériaux sous différentes sollicitations mécaniques ou/et physiques -par exemple thermique ou électro-magnétiques- en statique et en dynamique.
Au sein de l'OR, une part importante des activités est tournée vers le développement d'expérimentations originales permettant l'identification ou la validation des modèles (thermomécanique, barres de Hopkinson, mesures magnétiques, …). Les expérimentations sont réalisées sous différentes sollicitations, quasi-statiques ou dynamiques, uniaxiales ou multiaxiales, purement thermomécaniques et/ou physiques et à l'aide de mesures de différentes natures (champs cinématiques et thermiques, diffraction des rayons X, imagerie électronique, mesures électriques, magnétiques, ultrasonores…). Les mesures physiques permettent ainsi les suivis de transformations de phase, de la plasticité, de l’endommagement par fatigue, par des moyens non conventionnels.
La spécificité des études réunies dans cette OR tient à la prise en compte explicite lors de la modélisation du caractère « dynamique et/ou multiphysique » des phénomènes mis en jeu. S'agissant de l'étude des couplages globaux ou locaux, d'état ou de dissipation, le cadre général servant à définir les modèles est la thermodynamique des processus irréversibles. Les approches physiques ou multi-échelles permettent cependant une description plus proche des mécanismes, puisqu'à tout phénomène multiphysique peut être associé un changement de microstructure. La modélisation par changement d'échelle et la compréhension des matériaux sous sollicitations dynamiques (phénomènes transitoires) présente cependant un certain coût numérique et d’éventuelles limitations physiques (par exemple, représentativité des volumes modélisés). Ce constat justifie le développement d'approches simplifiées permettant l'introduction de modèles multiéchelles dans des outils de calcul de structures. Si le développement de code n'est pas au cœur de notre activité, il est souvent nécessaire afin de pouvoir tester la faisabilité des essais au moment de leur développement, tester les modèles développés et ainsi traiter les situations hétérogènes.
Les travaux réalisés au sein de l'OR trouvent des applications dans divers domaines liés à la sécurité (tenue au choc des matériaux..), aux procédés de fabrication (gammes métallurgiques des aciers, compactage/frittage des polymères), aux assemblages (soudage, rivets) et au calcul de structures en service, au contrôle et à la santé des systèmes. Outre les matériaux classiques comme les métaux/alliages et les polymères, des matériaux cellulaires (mousse, nid d’abeille, …) et granulaires, des alliages à mémoire de forme ou encore des multimatériaux sont également étudiés.