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Du crash-test aux essais non-filamentaires, quelques apports dans le domaine de la caractérisation expérimentale du comportement de matériaux et de structures

type de publication      thèse HDR
date de publication 16-12-2004
auteur(s) Vittecoq Eric
jury Arrieux R.;Bernard A.;Grediac M.;Bellet D.;Lafarie-Frenot M.-C.;De Saxcé G.;Degallaix G.;Degallaix S.
  
résumé Ce mémoire présente les activités de recherche effectuées dans le domaine de la caractérisation expérimentale du comportement des matériaux et des structures. Ces recherches ont débuté à l'Ecole Centrale de Paris par l'encadrement d'une thèse en convention CIFRE avec PSA Peugeot-Citroën visant à optimiser les systèmes de retenue d'un véhicule lors d'une collision frontale. Le modèle dynamique multi-corps retenu a tout d'abord été validé, puis exploité afin de connaître d'une part la sensibilité des différents paramètres structurels du système de retenue et enfin intégré à une boucle d'optimisation permettant de déterminer la configuration minimisant les lésions subies par les occupants du véhicule. Une démarche proche a été adoptée pour concevoir un dispositif d'absorption d'énergie destiné aux véhicules urbains, concept qui a été validé par un crash-test. Elles se sont poursuivies à l'Ecole Centrale de Lille, avec un recentrage sur la caractérisation du comportement des matériaux, composites en particulier. Deux domaines principaux ont été abordés : l'étude du comportement en cisaillement des matériaux composites stratifiés et le développement de techniques d'essai sous microscope électronique à balayage (MEB). Un montage d'essai de cisaillement spécifique a été développé dans le cadre d'une thèse. Il a été validé sous chargement monotone, et partiellement sous chargement cyclique. Outre la détermination des principales caractéristiques mécaniques de cisaillement, l'essai a permis de montrer que pour des stratifiés réalisés en autoclave, l'interpli ne présentait pas de faiblesse particulière en cisaillement par rapport au pli. Cette observation a été étendue au collage de composite, en réalisant un essai de traction sous MEB sur éprouvette à simple recouvrement. Quant aux techniques expérimentales sous MEB, plusieurs machines de traction ont été conçues et mises au point. Machine de traction monotone sous faible charge commandée en déplacement puis machine de fatigue oligocyclique de 10 kN de capacité de charge asservie en charge ou déplacement, tous les dispositifs ont la particularité de maintenir le centre de l'éprouvette sous le faisceau d'électron durant l'essai. Ils ont servi de support à de nombreuses études et collaborations, nationales et internationales, universitaires et industrielles. L'étude d'une machine, destinée cette fois à la réalisation d'essai de fatigue d'endurance, a débuté, et fait appel à un vérin hydraulique sans étanchéité dynamique.
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