Thématiques de recherche
Dispositif expérimental en petites déformations. Deux visco-analyseurs METRAVIB permettant d'explorer des fréquences de 10-3 à 103 Hz entre -80 et 400°C. Essais accessibles : de fluage, relaxation et fatigue en traction, compression, flexion,...
Dispositif expérimental jusqu'aux grandes déformations. Machine hydraulique MTS avec électronique Flextest SE, extensométrie Vidéo (caméra CCD pour le suivi de marqueurs), image de la lumière polarisée incohérente rétrodiffusée sur l'échantillon
Résultat emblématique. Essai de traction à vitesse constante, comportement mécanique (courbe en noir) et comportement thermique (courbe en rouge). q est la puissance dégagée mesurée par imagerie IR et reconstruction inverse.
Caractérisation microstructurale post-mortem. Image 3D de la structure interne d'un PSC fortement étiré (phase de fibrillation dans le régime caoutchoutique) obtenue sur la source synchrotron SLS (ligne Tomcat).
Thermomécanique et rhéologie des matériaux polymères
Présentation générale
Notre préoccupation principale est le développement ou le raffinement de lois de comportement thermomécanique.
Il se fait sur la base :- d'un développement de moyens expérimentaux multi-échelles (caractérisations in situ ou post-mortem) et multi-signaux (thermique et mécanique)
- d'une métrologie basée sur l'inversion de données (optimisation, estimation, réductionde modèles, reconstructions,...)
- d'une réflexion amont sur les concepts théoriques pouvant permettre d'améliorer les prédictions de comportement mécanique des matériaux dans des situations de chargement complexes
Le cadre de la modélisation des comportements matériaux est la Thermodynamique des Processus Irréversibles. Le cœur du travail concerne l'approche des cinétiques de réorganisations atomiques internes provoquées par les sollicitations imposées en intégrant les couplages multiples (dimensionnels et thermomécaniques) et les non-linéarités intrinsèques. Ces réorganisations peuvent aller jusqu'aux changements de phases.
Les recherches se focalisent actuellement sur les matériaux polymères complexes, structurés à toutes les échelles (Polymères Semi-Cristallins PSC) et soumis à de grandes déformations.
De nombreux travaux ont déjà porté sur « la matière dure » telles que les superalliages et les céramiques techniques.
Champs scientifiques
- Elasticité, Viscoélasticité, Plasticité, Endommagement
- Thermodynamique des Processus Irréversibles et mécanique statistique
- Approche Fractale de la dissipation en Viscoélasticité
- Méthodes Inverses
Métrologie
- Mesure de Champs, inversion de Mesures (Corrélation d'images,Imagerie IR) et estimation paramétrique
- Essais mécaniques (traction-torsion-compression)
- Essais de viscoélasticité dynamique de 10-3 à 103 Hz
- Technique de caractérisation in situ de l'endommagement par diffusion de lumière incohérente polarisée (matériaux semi-transparents)
- Caractérisation submicronique sur grands équipements : Soleil (Swing), Swiss Light Source (Tomcat)
- Caractérisation submicronique par diffractions de rayons X (SAXS, WAXS)
Collaborations
- Laboratoire Environnement et Minéralurgie, LEM UMR 7569, Nancy
- Laboratoire de Physique des Solides, LPS UMR 8502, Orsay
- Laboratoire de Réactions et Génie des Procédés, LRGP UPR 3349, Nancy
Contact
Stéphane André, stephane.andre AT ensem.inpl-nancy.fr