18 Novembre – Soutenance de thèse - Edouard Marin

09 h30 Amphi LCTS - Pessac

Comportement mécanique de CMC oxyde/oxyde pour structures aéronautiques.

Les composites oxyde/oxyde (COX) présentent de bonnes propriétés mécaniques à haute température. Leur emploi dans les nouvelles générations de moteurs d’avion autoriserait la combinaison de deux critères qui sont i) une faible densité et ii) l’augmentation des températures de fonctionnement afin d’améliorer le rendement des moteurs. Ces avantages permettraient ainsi de diminuer la consommation de carburant et les émissions de CO2. La compréhension fine du comportement mécanique, ainsi que son lien avec la microstructure et l’architecture du matériau sont des connaissances indispensables pour l’intégration des COX dans les structures aéronautiques.
L’étude du comportement d’une nouvelle génération de COX stratifiés (UD) est menée. Une comparaison avec les COX tissés (2D), plus largement étudiés dans la littérature, est proposée. La démarche de compréhension du comportement mécanique de ces deux matériaux s’articule autour d’une étude expérimentale et d’une étude numérique. Pour l’analyse expérimentale, des essais de traction multi-instrumentés sont effectués pour caractériser les mécanismes d’endommagement. La différence de microstructure générée par les fissures de retrait joue un rôle majeur dans les mécanismes d’endommagement matriciels. Une méthode de modélisation multi-échelle micro-méso utilisant la mécanique de l’endommagement est ensuite mise en place pour répondre à deux objectifs principaux : i) conforter les éléments de compréhension apportés par la partie expérimentale et ii) étudier l’influence de données procédés sur le comportement du matériau. Les paramètres du modèle d’endommagement du pli élémentaire sont identifiés à partir de sollicitations virtuelles à l’échelle micro. Cette stratégie permet entre autres de prédire convenablement le comportement d’un stratifié quelconque, et d’étudier l’effet du degré de frittage. Enfin, une analyse de l’effet des concentrations de contraintes est proposée. La combinaison entre analyse expérimentale et analyse numérique permet d’analyser finement le développement de l’endommagement en bord d’entaille. La redistribution des contraintes en bord de singularité géométrique génère pour les deux matériaux une faible sensibilité à l’entaille.

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