Les recherches développées concernent les polymères structuraux : thermodurs, thermoplastiques amorphes et semi-cristallins, seuls ou renforcés par des particules, des fibres de verre courtes ou des fibres naturelles. Ils ont pour objectif l’identification des mécanismes de déformation et d’endommagement à l’échelle microstructurale, en lien avec le comportement mécanique multiaxial et sa modélisation. Une large part de l’activité est dictée par la volonté de prendre en compte l’environnement et les couplages forts entre la diffusion de chaleur et de matière (eau, hydrogène, dioxyde de carbone) et la réponse mécanique.
Des expériences spécifiques sont développées à différentes échelles (corrélation d’images numériques sous MEB, microtomographie X, mesures acoustiques, essais thermo- ou hygro-mécaniques instrumentés, caractérisation des interactions gaz-polymère à des échelles fines et essais mécaniques sous forte pression de gaz), complémentés par la réalisation et le post-traitement de calculs en champs complets lorsque les échelles sont inaccessibles par l’expérience et/ou en présence de transitoires temporels et gradients spatiaux multiples. Ces approches expérimentales progressent en très étroite interaction avec la formulation de modèles thermo-diffuso-mécaniques fortement couplés opérables pour le calcul de structures.
Cette approche générale se décline sur plusieurs problématiques :
- Mécanique des semi-cristallins
Viscoélasticité – Endommagement – Rôle du confinement de l’amorphe et conséquences pour la modélisation par transition d’échelles
- Ecomatériaux
Thermoplastiques recyclés : lien recyclage – propriétés – Composites à fibres végétales : optimisation des propriétés via la mise en œuvre ; endommagement ; interface fibre / matrice
- Couplage diffusion de gaz – mécanique
Essais mécaniques sous forte pression de gaz – Interactions gaz-polymères et propriétés de sorption – Endommagement sous décompression (élastomères et thermoplastiques)
- Fatigue multiaxiale des thermoplastiques
Essais multiaxiaux – Modélisation thermo-viscoélastique de l’accommodation cyclique, critères de fatigue multiaxiaux
- Fatigue multiaxiale des polymères renforcés fibres courtes
Essais multiaxiaux – Approche de dimensionnement intégrant l’orientation des renforts depuis la simulation du procédé – basée sur des modèles de transition d’échelles
Evolution des champs de déformation mesurés par corrélation d’images numériques sous MEB dans un polypropylène en traction à différents niveaux de déformation macroscopique (direction de traction).
Opérations de recherche
- Fatigue multiaxiale de thermoplastiques renforcés par des fibres courtes
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- Fatigue des polymères thermoplastiques, comportement cyclique thermo-mécanique
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- Mécanique des polymères semi-cristallins
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- Etudes de durabilité pour le stockage d’hydrogène
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