Objectif
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Quel que soit le domaine industriel (transport, énergie, spatial, bio-médical), le développement de systèmes innovants fait souvent appel à l'utilisation et au développement de nouveaux matériaux ou multimatériaux parmi lesquels les matériaux non-métalliques tels que les élastomères, polymères et matériaux composites, tiennent une place de choix.
Les effets de microstructure et de mise en œuvre sur la tenue en fatigue sont nombreux et complexes. Leur compréhension et leur maîtrise font appel à des domaines de compétence pluridisciplinaires et nécessitent la mise en place de méthodologies spécifiques aux différentes échelles.
Ces dernières années ont vu le développement de méthodologies expérimentales et numériques à l'échelle de la microstructure qui permettent de mieux comprendre les liens entre microstructure et processus d'endommagement mais également d'envisager la prise en compte explicite des microstructures et des procédés dans les méthodes de dimensionnement.
On pourra citer parmi elles la micro-tomographie 3D pour l'identification en volume des processus d'endommagement ou des microstructures, le développement d'outils numériques permettant la prise en compte des microstructures, soit par des méthodes de changement d’échelle, soit par la description explicite des microstructures (éléments finis, méthodes FFT, réductions de modèles, méthodes granulaires, etc.) pour accéder aux champs mécaniques locaux.
L'objectif de ces Journées est de proposer un panorama des différents aspects relatifs au comportement en fatigue des matériaux non-métalliques à travers le prisme des relations entre la mise en œuvre, la microstructure et le comportement en fatigue. Il s'agira de mettre en relief ces relations, de présenter les méthodes actuelles, expérimentales et numériques, permettant leur mise en évidence et leur prise en compte dans un contexte fatigue, et de faire un état de l’art des avancées récentes dans le domaine pour les matériaux non-métalliques au sens large (polymères et élastomères chargés/renforcés ou non, composites avec tous types de matrice et de renfort, matériaux naturels et bio-sourcés, bétons, matériaux bitumineux, assemblages collés avec adhésif chargé ou non, etc.).
Un intérêt particulier sera porté aux thématiques suivantes :
- Caractérisation expérimentale de l'endommagement, de la microstructure et de son évolution pendant la sollicitation de fatigue (aspects 3D, observation in-situ, tomographie, MEB/MET, thermographie infra-rouge, etc.)
- Couplages multi-physiques, sollicitations thermomécaniques, effet de l’environnement
- Chargements complexes (fatigue multi-axiale, fatigue / fluage et relaxation, fatigue / impact)
- Développement de matériaux à microstructure ou à gradient de propriétés contrôlé
- Calcul de structure, effet de gradient, critère de fatigue
- Création de matériaux numériques (reconstruction à partir d'informations expérimentales, analyse statistique, etc.) et leurs utilisations
- Modèles de comportement avec prise en compte des phénomènes (multi)physiques et d'endommagement
- Méthodes numériques avancées pour le dimensionnement en fatigue, le calcul de microstructure et la prise en compte des variabilités de propriétés.
Des exemples d’applications industrielles illustrant les avancées récentes dans le domaine sont particulièrement attendus.
Des conférences plénières seront présentées par Sylvie Castagnet (Pprime, polymères), Adnane Boukamel (Centrale Marseille, élastomères), Peter Davies (Ifremer, composites en milieu marin), David Delaux (Valéo, thermoplastiques renforcés fibres de verre courtes pour l'automobile)