Alessandra DEL MASSO : Transition d’échelle entre fibre végétale et composite UD

Travaux de thèse : Transition d'échelle entre fibre végétale et composite UD, propagation de la variabilité et des non-linéarités

Résumé :

Bien que les matériaux composites renforcés par fibres végétales (PFCs) représentent une solution attractive pour la conception de structures légères, performantes et à faible coût environnemental, leur développement nécessite des études approfondies concernant les mécanismes à la base du comportement non-linéaire en traction exprimé, ainsi que de la variabilité des propriétés mécaniques. Compte tenu de leur caractère multi-échelle, ces travaux de thèse visent à contribuer, via une approche numérique, à l’étude de la propagation de comportement à travers les échelles des PFCs. Dans un premier temps, l’étude se focalise sur l’échelle de la fibre : un modèle 3D de comportement de la paroi est d’abord implémenté dans un calcul EF, afin d’établir l’influence de la morphologie de la fibre sur le comportement exprimé. Une fois l’impact non négligeable de la morphologie déterminé, une étude des liens entre morphologie, matériau et ultrastructure et comportement en traction est menée via une analyse de sensibilité dans le cas du lin et du chanvre. La deuxième partie du travail es dédiée à l’échelle du pli de composite. Une nouvelle approche multi-échelle stochastique est développée et implémentée. Elle est basée sur la définition d’un volume élémentaire (VE) à microstructure aléatoire pour décrire le comportement du pli. L’approche est ensuite utilisée pour étudier la sensibilité du comportement du VE aux paramètres nano, micro et mésoscopiques. L’analyse de sensibilité, menée via le développement de la réponse sur la base du chaos polynomial, nous permet ainsi de construire un métamodèle du comportement du pli.

Mots clefs : Fibres végétales, Composites, Approche multi-échelle, Approche stochastiques, Modélisation numérique, Comportement non-linéaire

Jury :

- M. Patrick PERRÉ,  Professeur, LGMP, CentraleSupelec, Univ. Paris-Saclay (Paris), France
- Laurent ORGÉAS,  Directeur de recherche, 3SR Lab, CNRS, Univ. Grenoble Alpes (Grenoble), France
- Philippe BOISSE,  Professeur, Lamcos, INSA (Lyon), France
- Cécile MATTRAND,  Maître de conférence, Institut Pascal, SIGMA Clermont (Clermont-Ferrand)
- David SEVENO,  Associate Professor, MTM, KU Leuven, Belgique
- M. Vincent PLACET,  Ingénieur de recherche, Institut FEMTO-ST, UBFC
- M. Lamine BOUBAKAR,  Professeur, Institut FEMTO-ST, UBFC
- Frédérique TRIVAUDEY,   Maître de conférence, Institut FEMTO-ST, ENSMM
- Violaine GUICHERET-RETEL,  Maître de conférence, Institut FEMTO-ST, ENSMM

Localisation : ENSMM, Amphithéâtre Émilie Du Chatelet, 26 rue de l’Épitaphe, Besançon