Objectifs

Comme l'illustrent les différentes actions menées ou en cours, le groupe « Fatigue des Matériaux et des Structures » a acquis une expertise certaine dans le domaine de la fatigue des matériaux (e.g., métaux, matériaux métastables, élastomères, composites, …). Sa démarche générale se base sur le triptyque « Approche théorique – Approche expérimentale – Approche numérique » et met désormais l'accent sur « l'effet du procédé d’obtention sur les propriétés en fatigue des matériaux et des structures » avec comme ambition d’acquérir une visibilité tant au niveau national qu’au niveau international. Cette question scientifique, qui concerne la prise en compte de l’état initial non-standard résultant du mode d’obtention sur les propriétés en fatigue, est essentielle à plus d’un titre. Du point de vue académique, elle représente des verrous scientifiques difficiles aussi bien sur les plans de l’identification expérimentale que de la modélisation théorique. Du point de vue industriel, c’est une question transversale qui concerne l’ensemble des secteurs d’activités (e.g., naval, offshore, automobile, énergies, santé, ferroviaire…), et qui ouvre un champ d’optimisation des produits crucial.

Les projets scientifiques en cours ou à venir très prochainement pour le groupe « Fatigue des Matériaux et des Structures » sont synthétisés dans les grands axes :

I. Effets du mode d'obtention sur les propriétés en fatigue

Dans cette thématique les challenges sont, d’une part, de mettre en place des stratégies expérimentales basées sur des mesures d’auto-échauffement appliquées à des situations hétérogènes (e.g., pièces, assemblages, …) et d’autre part, de proposer des méthodes d’analyse ad hoc pour en extraire les propriétés en fatigue à grand nombre de cycles. Cette thématique s'accompagne du développement de stratégies expérimentales basées sur l’utilisation de mesure de champ (thermique en particulier). On donne dans la suite une liste des différents projets concernant cette thématique :

Assemblages soudés de sous-marins (David Thévenet, Cédric Doudard, Sylvain Calloch). Partenaires : DCNS, DGA. Thèse de Sarah Plessis, 2010-2013. Pièces composites thermoplastiques fibrés (Yann Marco, Vincent Le Saux, Sylvain Calloch). Partenaires : Trelleborg, PSA, LMS. Thèses de L. Jégou et d'A. Launay. Pièces élastomères (Yann Marco, Vincent Le Saux, Sylvain Calloch). Partenaires : Trelleborg, LimatB, ECN, LRCCP. Projet ANR PROFEM 2011-2014. Thèse d'Isaure Masquelier, 2011-2014. Traitements de surface sur pièces métalliques (Cédric Doudard, Stéphane Sire, Sylvain Calloch). Partenaires : DCNS, DGA.

II. Auto-échauffement sous sollicitations cycliques et propriétés en fatigue

Dans cette thématique, les actions sont principalement tournées vers l’application de la démarche d’auto-échauffement sous sollicitation cyclique sur d’autres matériaux (i.e., non étudiés jusqu’à aujourd’hui). Les stratégies expérimentales et les modèles d’analyse devront être mis en place et validés. On donne dans la suite une liste des différents cas envisagés :

Justification des scénarios d’activation des mécanismes dissipatifs (Sylvain Calloch, Shabnam Arbab Chirani, Cédric Doudard, Vincent Le Saux, Yann Marco, Stéphane Sire) Cas des alliages à mémoire de forme (Shabnam Arbab Chirani, Sylvain Calloch) Cas des matériaux organiques (Yann Marco, Vincent Le Saux, Sylvain Calloch) Cas des chargements multiaxiaux (Sylvain Calloch, Cédric Doudard, Yann Marco, Shabnam Arbab Chirani, Laurent Pino) Cas des métaux anciens (e.g., fer puddlé) (Stephane Sire, Cédric Doudard, Sylvain Calloch)

III. Matériaux adaptatifs et métastables

Nos travaux portant sur les matériaux adaptatifs et métastables vont se poursuivre. L’accent va être mis sur, d’une part, l’étude de la fatigue de ces matériaux et, d’autre part, sur la modélisation de leur comportement thermomécanique et en particulier sous sollicitations multiaxiales. Différents matériaux seront ainsi étudiés (e.g., aciers inoxydables ITRIP). Par ailleurs, nous allons nous efforcer de renforcer nos liens avec le monde industriel et de développer des collaborations académiques internationales. Dans la suite, nous donnons la liste des actions en lien avec cette thématique :

Essais thermomécaniques multiaxiaux cycliques (Shabnam Arbab Chirani, Sylvain Calloch, Laurent Pino). Partenaires : LIMaTB, IRMAR, SCR. Projet EPT M3COTAM (UEB). Développement de modèles de comportement cyclique à base des approches macroscopiques ou de transition d’échelles (Shabnam Arbab Chirani, Sylvain Calloch). Partenaires : LIMaTB, IRMAR, SCR. Projet EPT M3COTAM (UEB). Effet du mode d’obtention sur les propriétés en fatigue (Shabnam Arbab Chirani, Sylvain Calloch, Laurent Pino). Partenaire : Micro-Méga.