Mécanique Appliquée : Endommagement des fibres végétales et son influence sur la rupture des composites biosourcés : une approche multi-échelle par caractérisation in situ sous tomographie à rayons X et modélisation numérique éléments
Dans un contexte de transition écologique et de réduction de l’empreinte carbone des matériaux, l’intégration de constituants biosourcés dans les composites constitue un levier stratégique majeur. Parmi ces solutions, l’utilisation de fibres végétales (telles que le lin ou le chanvre) en substitution des renforts synthétiques dans les composites suscite un intérêt croissant. En effet, ces fibres végétales présentent des propriétés en traction compétitives, pouvant atteindre des niveaux de rigidité spécifique comparables à ceux des fibres de verre. Néanmoins, ces fibres naturelles présentent également des défauts (kink bands, ...) ainsi qu’une variabilité naturelle de structure et de morphologie qui peuvent impacter ses propriétés à rupture et la tenue des pièces en service. Une bonne compréhension des mécanismes d'endommagement des fibres végétales est donc nécessaire afin de les utiliser dans des applications à haute valeur ajoutée. Quelques études dans la littérature s'intéressent à l'endommagement à l'échelle de la fibre végétale, en mettant en oeuvre des essais mécaniques in situ sous tomographie à rayons X [1,2]. Cependant, un certain nombre de questions restent encore ouvertes à ce jour : où s'initie l’endommagement dans la fibre ? Quelles sont les longueurs caractéristiques en jeu lors de la rupture ? Comment la matrice du composite interagit avec la fibre ? Pour y répondre, un certain nombre de verrous doivent être levés sur (i) la maîtrise d’essais à rupture jusqu’à l’échelle de la fibre élémentaire, (ii) la caractérisation de l’endommagement à ces petites échelles et (iii) l’identification des paramètres et longueurs pertinentes à introduire dans les modèles d’endommagement à l’échelle de la fibre.
Profil demandé
Étudiant·e en école d’ingénieurs ou en Master 2 dans le domaine de la mécanique ou des matériaux, possédant un goût prononcé pour l’expérimentation, l’analyse d’images et/ou la modélisation numérique. Les profils mixtes expérimental/numérique seront particulièrement appréciés. Une spécialisation dans les composites biosourcés, l’endommagement des matériaux ou la corrélation d’image numérique sera un élément favorisant. Une connaissance en tomographie à rayons X serait également recherchée mais n’est pas une contrainte forte.
Direction de la thèse
Lamine Boubakar : lamine.boubakar@univ-fcomte.fr
Co-encadrant
François Villette : francois.villette@univ-fcomte.fr









