CD - Effets de micro-inertie et interactions entre vides cylindriques dans les matériaux poreux anisotropes soumis à des chargements dynamiques

école doctorale

équipe

DEPARTEMENT 1 : Mécanique des Matériaux, des Structures et du Vivant (MMSV)

contexte

Les matériaux métalliques poreux offrent un fort potentiel pour la conception de structures de protection et de mitigation de choc dans des secteurs variés tels que l'aéronautique, la défense, le maritime ou l'automobile. La porosité peut être intrinsèque ou résulter d'un procédé de fabrication contrôlé, tel que la fabrication additive, qui permet la réalisation de matériaux architecturés complexes à cellules ouvertes (par ex. Fleck et al., 2002) ou de métaux poreux à cellules fermées (par ex. Lovinger et al., 2021 ; Wang et al., 2023). Sous chargement dynamique (par exemple lors d'un impact), les accélérations locales, particulièrement importantes en paroi des vides, influencent fortement la réponse du matériau à l'échelle macroscopique. Ces effets micro-inertiels (e.g. Molinari & Mercier 2001, Sartori et al., 2015, 2016) permettent d'introduire des paramètres liés à la taille et la forme des vides, qui jouent un rôle essentiel dans la régularisation de l'endommagement (e.g. Subramani et al., 2020; Hosseini et al., 2025), et l'établissement des lois d'échelle impliquant un paramètre physique caractérisant la microstructure poreuse (e.g. Czarnota et al. 2020). La plupart des approches existantes considèrent cependant des matériaux poreux composés d'une population de vides de rayon moyen, noyés dans une matrice isotrope. Or, les matériaux réels présentent fréquemment : • une hétérogénéité en taille et en forme des vides, • une organisation spatiale non aléatoire, • et, dans certains cas, une anisotropie de la matrice (texture, procédés de fabrication). La prise en compte conjointe de ces aspects met en évidence que la réponse dynamique est gouvernée non seulement par des effets de taille, mais également par des effets d'interaction entre vides, susceptibles d'induire une anisotropie effective à l'échelle macroscopique, même lorsque la matrice est initialement isotrope.

spécialité

Mécanique des Matériaux

laboratoire

LEM3 - Laboratoire d Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux