Les céramiques projetées plasma possèdent une microstructure complexe qui joue un rôle déterminant dans leur comportement face a des sollicitations dynamiques intenses comme lors de chocs laser. Ce type de matériaux poreux est souvent représenté de manière continue grâce à des modèles homogènes équivalents. Dans le cadre de cette thèse on s'intéresse à la représentation discrète du matériau et de sa microstructure, la méthode des éléments discrets parait donc particulièrement adapté. 

L'émergence de nouvelles technologies, comme celles de la fabrication additive (ou impression 3D), représente une réelle opportunité pour la fabrication de pièces complexes. Si de nombreux travaux concernent la maîtrise des procédés en vue de l'obtention de pièces aux cotes et de bonne santé métallurgique, peu d'études aujourd'hui s'intéressent à l'influence de la microstructure ou de l'état de surface spécifiques à ces procédés, sur la durabilité de ces matériaux. La thèse proposée se place dans le cadre d'un projet de recherche ONERA, en collaboration avec l'I2M de Bordeaux. L'objectif de cette thèse est d'étudier le comportement de l'acier 316L obtenus par procédé LBM (Laser Beam Melting) en situation de fatigue/corrosion dans le but d'améliorer les outils de dimensionnement et de prévision de durée de vie de pièces issues de fabrication additive.

La modélisation numérique est primordiale dans la compréhension de l'amorçage et de la propagation de fissures. Dans des cas d'un choc laser, le matériau est alors soumis à de puissants chocs qui l'amènent à se rompre. La méthode des éléments discretes semble être un bon outil pour modéliser la fissuration en mécanique dynamique

L'étude vise à clarifier l'impact de l'hydrogène sur le comportement en fatigue de l'acier inoxydable AISI 316L obtenu par fabrication additive. Elle consistera à identifier l'influence de l'hydrogène sur l'amorçage et la propagation de fissures sous chargement cyclique. L'ambition est une meilleure connaissance des mécanismes physiques lors des interactions hydrogène-métallurgie, cela permettra de proposer un modèle prédictif d'amorçage et de propagation de fissure dans les matériaux de structure cubique. De plus, cette problématique s'inscrit également dans une politique répondant aux grands enjeux environnementaux car elle a pour but de concevoir des matériaux métalliques innovants capables de résister à la corrosion et à la dégradation dans un milieu naturel et/ou contraint.

Les modèles de comportement mécanique de l'os trabéculaire, développés dans la littérature, sont des modèles orthotropes, basés sur des outils mathématiques tels que le MIL (Mean Intercept Length) et/ou des tenseurs de Fabric. Cependant, ces modèles mécaniques n'intègrent pas les spécificités micro architecturales des réseaux trabéculaires qui ne sont pas nécessairement orthogonaux et qui ont une influence importante sur son comportement à rupture. L'objectif de ce projet est donc de travailler à l'introduction des orientations privilégiées des réseaux trabéculaires dans des modèles d'os spongieux, modèles prenant en compte, entre autres, les effets des mécanismes (micro-flambage, cisaillement, …) dans la réponse élastique et à rupture du matériau, afin de mieux comprendre le comportement mécanique de ce tissu.

Grâce à la fabrication additive, le contrôle des microstructures, et donc des propriétés physiques, est dorénavant possible. Cette thèse a pour but d’analyser l’impact de ces nouvelles microstructures sur le comportement en fatigue de l’acier 316L. L’étendue de l’étude va de la fabrication de pièces à la simulation des mécanismes d’amorçage de fissures en fatigue en passant par l’analyse fine de la microstructure et la caractérisation du comportement mécanique.

L’allégement des structures aéronautique est un souci constant, ceci afin de réduire significativement la consommation en carburant et d’augmenter les performances mécaniques. Cet objectif peut être atteint par l’introduction de matériaux plus performants mais également avec de nouvelles technologies d’assemblages. Le collage structural semble donc être un moyen prometteur pour remplacer les techniques traditionnelles (rivetage, boulonnage, soudage…).
 
Cette thèse en partenariat avec ArianeGroup et Safran, a pour objectif de développer des essais en mode I permettant d’étudier des adhésifs aéronautique tout en les vieillissant. Les tests DCB, de clivage en coin (image de droite) et de blister (image de gauche) seront privilégiés. 

L’objectif de ce travail de thèse est la compréhension des mécanismes d’endommagement des structures poreuses périodiques sous chargements cyclique et le développement de méthodes de calcul en fatigue.

Ce travail sera basé sur la caractérisation de microstructure et la caractérisation de l’endommagement (tomographie) et sur la mise en place d’une approche multiéchelle pour l’endommagement de ces micro-structures (calcul de microstructure).

L’objectif de ces travaux est de faire le lien entre la microstructure (morphologie, texture), les défauts (internes et surfaciques) et les propriétés mécaniques, notamment en fatigue à grand nombre de cycles et en traction quasi-statique, de pièces issues de deux procédés de fabrication additive. L’influence de l’état de surface des pièces, de la direction de sollicitation et de l’histoire thermique seront en particulier étudiés.

L’assemblage par collage est de plus en plus populaire. Cette méthode est aujourd’hui utilisée dans des domaines tels que la médecine et l’ingénierie civile mais aussi les transports (aéronautique notamment). L’adhésion permet, par exemple, de réduire les concentrations de contraintes qui peuvent subvenir dans des assemblages mécaniques (avec boulons), de réduire le poids des structures, de valider des fonctions d’étanchéité (à l’air, à l’eau), d’absorption des vibrations et autres. On souhaite ici étudier le dimensionnement et la résistance de tels assemblages. Il est bien connu que les joints collés sont très efficaces sous un chargement de cisaillement (mode II). Or dans bien des études, le dimensionnement est réalisé à partir de données issues d’essais de fissuration sous clivage ou pelage (mode I).

Cette thèse porte sur le développement d’un essai en mode II stable pour les joints collés. L’effet de l’environnement (température et hygrothermie) sur les joints collés sera aussi etudié ainsi que le caractère visqueux de l’adhésif.