Contributions à la modélisation du comportement de matériaux énergétiques pressés sous sollicitations quasi-statiques - Archive ouverte HAL Access content directly
Habilitation À Diriger Des Recherches Year : 2023

Contributions à la modélisation du comportement de matériaux énergétiques pressés sous sollicitations quasi-statiques

Michael Caliez

Abstract

La première partie du manuscrit constitue une notice individuelle retraçant mes activités d’enseignement, mes diverses responsabilités et mes activités d’encadrement. On trouve aussi dans cette partie un résumé de thématiques de recherche qui ont été abordées durant ma carrière, au travers d’opportunités, comme les travaux sur le comportement de la peau, où de collaborations plus ancrées concernant notamment le comportement d’aciers inoxydables avec la société CAILLAU. La deuxième partie constitue une synthèse de ma principale activité de recherche, qui concerne la modélisation du comportement de matériaux énergétiques sous sollicitations quasi-statiques. Ces travaux s’inscrivent dans une démarche de garanties de sûreté et de fiabilité des édifices pyrotechniques. Ils s’inscrivent dans le cadre du Laboratoire de Recherche Correspondant CoSMa, fruit de la collaboration entre le CEA Le Ripault et le Laboratoire de Mécanique Gabriel Lamé. Après avoir donné quelques éléments de contexte, les deux matériaux étudiés sont présentés au travers de leurs microstructures et des constatations expérimentales préliminaires. Ils font partie de la famille des matériaux agrégataires, constitués de cristaux de matériau énergétique et d’un liant polymère. La distribution des tailles de cristaux peut être très étendue, de quelques microns à quelques centaines de microns. Cette microstructure et la nature des constituants induisent un comportement mécanique complexe incluant viscoélasticité, plasticité, endommagement, anisotropie induite et dépendance à la température. La démarche de modélisation proposée est restreinte aux modèles macroscopiques, en s’appuyant sur une approche expérimentale alliant essais de caractérisation et essais de validation. Ainsi, le document illustre de façon quasi temporelle la progression des travaux menés, en commençant par la constitution de la base expérimentale de base. Son exploitation a mené au développement d’un modèle de comportement isotrope incluant viscoélasticité, plasticité dépendante de la pression et endommagement. S’appuyant sur des constats relatifs aux points faibles du modèle précédent, des essais plus spécifiques ont ensuite été développés permettant de mettre en lumière un phénomène d’anisotropie induite. Plusieurs modèles ont été proposés, le moteur du développement de cette anisotropie étant dans un cas l’endommagement au travers d’un modèle de type microplans, et dans l’autre cas la plasticité au travers d’un écrouissage cinématique multi-surfaces. Cette base expérimentale riche a permis d’explorer des trajets de chargement très divers, permettant d’identifier un critère de rupture multiaxial. Enfin, les perspectives de ces travaux sont présentées, incluant un bilan des réflexions autour du dialogue essais/modèle, les verrous scientifiques levés et restant encore à lever.
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Dates and versions

tel-04312242 , version 1 (28-11-2023)

Identifiers

  • HAL Id : tel-04312242 , version 1

Cite

Michael Caliez. Contributions à la modélisation du comportement de matériaux énergétiques pressés sous sollicitations quasi-statiques. Sciences de l'ingénieur [physics]. Université de Tours, 2023. ⟨tel-04312242⟩
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